弹簧在700度高温下工作不失去弹性可以用什么材料
在高温下工作的各种弹簧,需要使用耐热弹簧钢。30W4Cr2V耐热弹簧钢最高使用温度为500℃。中压锅炉的安全阀弹簧常用45Cr1MoV,该钢具有良好的室温和高温力学性能,其高温抗松弛以及热加工性能均比4Cr13钢号,并具有良好的抗蒸汽腐蚀性能。
常用的弹簧材质有以下三类12种:
1、碳钢及合金钢:制造弹簧时,常加矽、锰、铬、钒及钼等金属元素于钢中以增加弹簧之弹性及疲劳限度,且使其耐冲击。
a.大型弹簧多用热作加工,即弹簧材料高温轧成棒,再高温加工成形后,淬火于780度~850度左右之油或水中,再施以400度~500度的温度回火。
b.小型弹簧,先经退火,再用冷作加工,卷成后再经硬化回火,如钢丝、琴钢丝或钢带。
c.琴钢丝是属高炭钢材(0.65~0.95%)制造,杂质少,直径常小于1/4时经过轫化处理后在常温抽成线,其机械性质佳抗拉强度及轫性大,为优良的螺旋弹簧材料。
d.不锈钢线用于易受腐蚀处,承受高温可用高速钢及不锈钢。
e.油回火线含碳量0.6~0.7%应含锰,0.6~1.0%常用于螺圈弹簧,
f.板弹簧常用0.9~1.0%之普通钢,其较高级者则使用铬钒钢及矽锰钢。
2、非铁及非铁合金钢:
a.合金不能藉热处理使之硬化,只须卷成即可。
b.作弹簧用铜合金者有磷青铜,黄铜等,弹性较钢为劣燃耐蚀性强,一般使用于化学机器之弹簧,又因非磁性关系可使用于电气测定器用弹簧。
c.孟纳合金(Monel)为铜及镍之合金,用于食品工业,以K表示。
d.英高镍合金(Inconel)(75%Ni,15%Cr,10þ)在高温(700度F以内)不会有松弛现象,用在锅炉,涡轮机及喷射引擎内的弹簧。
3、橡皮弹簧:
a.功用为吸收震动及冲击运动用。
b.树脂材料中有很多亦可作为弹簧材料。
弹簧在700度高温下工作不失去弹性可以用高温合金GH4169和GH4145是高温弹簧常用材料。
gh4169材料的性能具有以下特性
●易加工性
●在700℃时具有高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度
●在1000℃时具有高抗氧化性
●在低温下具有稳定的化学性能
●良好的焊接性能
GH4169合金是含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金,在650℃以下时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐腐蚀性。供货状态可以是固溶处理或沉淀硬化态。
应用领域
由于在700℃时具有高温强度和优秀的耐腐蚀性能、易加工性,可广泛应用于各种高要求的场合。●汽轮机●液体燃料火箭
●低温工程
●酸性环境
●核工程
相近牌号
GH4169、GH169(中国)、NC19FeNb(法国)、NiCr19Fe19Nb5Mo3(德国)、NA 51(英国)Inconel718、UNS NO7718(美国) NiCr19Nb5Mo3(ISO)
物理性能密度
密度ρ=8.24g/cm3
熔化温度范围
熔化温度范围1260~1320℃
加工和热处理
GH4169合金在机械加工领域属难加工材料。
预热
工件在加热之前和加热过程中都必须进行表面清理,保持表面清洁。若加热环境含有硫、磷、铅或其他低熔点金属,Inconel718合金将变脆。杂质来源于做标记的油漆、粉笔、润滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低,如液化气和天然气的杂质含量要低于0.1%,城市煤气的硫含量要低于0.25g/m3,石油气的硫含量低于0.5%是理想的。
加热的电炉最好要具有较精确的控温能力,炉气必须为中性或弱碱性,应避免炉气成分在氧化性和还原性中波动。
热加工
GH4169合金合适的热加工温度为1120-900℃,冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式,热加工后应及时退火以保证得到最佳的性能。热加工时材料应加热到加工温度的上限,为了保证加工时的塑性,变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。
冷加工
冷加工应在固溶处理后进行,GH4169的加工硬化率大于奥氏体不锈钢,因此加工设备应作相应调整,并且在冷加工过程中应有中间退火过程。
热处理
不同的固溶处理和时效处理工艺会得到不同的材料性能。由于γ”相的扩散速率较低,所以通过长时间的时效处理能使GH4169合金获得最佳的机械性能。
打磨
在Inconel718工件焊缝附近的氧化物要比不锈钢的更难以去除,需要用细砂带打磨,在硝酸和氢氟酸的混合酸中酸洗之前,也要用砂纸去除氧化物或进行盐浴预处理。
机加工
GH4169的机加工需在固溶处理后进行,要考虑到材料的加工硬化性,与奥氏体不锈钢不同的是, GH4169适合采用低表面切削速度。
焊接
沉淀硬化型的GH4169合金很适合于焊接,无焊后开裂倾向。适焊性、易加工性、高强度是这种材料的几大优点。
GH4169适合于电弧焊、等离子焊等。在焊接前,材料表面要洁净、无油污、无粉笔记号等,焊缝周围25mm 范围内要打磨露出光亮的金属。
弹簧在700度高温下工作不失去弹性首先要考虑到弹簧的原材料,原材料必须要有一定的耐高温性能以及好的抗拉强度,比如GH4169和GH4145,这两种都是比较常用的弹簧原材料,属于镍基高温合金。
常用弹簧材料都不行,700度只是概念,在这个温度金相组织差不多就发生变化了。想别的办法吧!
军标GJB713-89冶炼、轧制、锻造的GH4169高温合金钢。
一般适合用于用直径16~115(mm)的热轧和锻制的圆棒。
GH4169化学成分:
碳C:≤0.08;
锰Mn:≤0.35;
硅Si:≤0.35;
磷P:≤0.015;
硫S:≤0.015;
铬Cr:17.0~21.0;
镍Ni:50.0~55.0;
钼Mo:2.80~3.30;
铌Nb:4.75~5.50;
钛Ti:0.65~1.15;
铝Al:0.20~0.80;
钴Co:≤1.00;
磞B:≤0.006;
铜Cu:≤0.30;
Mg:≤0.01.
GH4169力学性能:
1、瞬时拉伸性能:
1):抗拉强度MPa:温度/室温℃≥1275;温度/650℃≥1000;温度/-196℃≥1470.
2):屈服强度MPa:温度/室温℃≥1035;温度/650℃≥860.
3):伸长率%:温度/室温℃≥12;温度/650℃≥12;温度/-196℃≥12.
4):断面收缩率%:温度/室温℃≥15;温度/650℃≥15;温度/-196℃≥20.
2、冲击功AK J:温度/室温℃≥32.
3、持久性能(690MPa):
1):寿命h:温度650℃≥32.
2):伸长率%:温度650℃≥4.
硬度HB:温度/室温℃≥331.
GH4169冶炼方法:合金采用真空感应炉+电渣重熔或真空感应炉+真空自耗重熔方法;当改变熔炼工艺时应征得需方同意、当需方要求指定某一工艺时,应在合同中注明。
交货状态:圆棒不经热处理交货,其表面应磨光或车光交货,经需方同意也可以黑皮交货。
GH4169热处理制度:
1)固熔处理:950~980℃、在选定温度下±10℃保温1h,空冷。
2):时效处理:在720℃±10℃保温8h、炉冷150℃/至620℃±10℃保温8h,空冷。
推荐两款高温弹簧常用的牌号,高温合金GH4169和GH4145,可以参考,不过价格相对于普通弹簧钢来说贵很多。可以看下资料 看是否合适工况。
GH4169沉淀硬化型高温合金
GH4169特性及应用领域概述:
该合金在-253~700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造各种形状复杂的零部件,在宇航、核能、石油工业及挤压模具中,在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
GH4169相近牌号:
Inconel 718、UNS NO7718(美国)、NC19FeNb(法国)、W.Nr.2.4668(德国)
GH4169 金相组织结构:
该合金标准热处理状态的组织由γ基体γ'、γ'、δ、NbC相组成。
GH4169工艺性能与要求:
1、因GH4169合金中铌含量高,合金中的铌偏析程度与治金工艺直接有关。
2、为避免钢锭中的元素偏析过重,采用的钢锭直径不大于508mm。
3、经均匀化处理的合金具有良好的热加工性能,钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃。
4、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。
5、合金具有满意的焊接性能,可用氩弧焊、电子束焊、缝焊、点焊等方法进行焊接。
GH4169主要规格:
GH4169钢板、GH4169钢带、GH4169圆钢、GH4169无缝管、GH4169焊管、GH4169锻件、GH4169法兰、GH4169圆环、GH4169锻环、GH4169直条、GH4169丝材及配套焊材、GH4169圆饼、GH4169扁钢、GH4169六角棒、GH4169大小头、GH4169弯头、GH4169三通、GH4169加工件、GH4169螺栓螺母、GH4169紧固件
GH4145沉淀强化镍基高温合金
GH4145特性及应用领域概述:
该合金主要是以γ'[Ni3(Al、Ti、Nb)]相进行时效强化的镍基高温合金,在980℃以下具有良好的耐腐蚀和搞氧化性能,800℃以下具有较高的强度,540℃以下具有较好的耐松弛性能,同时还具有良好的成形性能和焊接性能,该合金主要用于制造航空发动机在800℃以下工作并要求强度较高的耐腐蚀的环形件、结构件和螺栓等零件、在540℃以下工作的具有中等或较低应力并要求耐松弛的平面弹簧和螺旋弹簧。还可用于制造汽轮机涡轮叶片等零件。
GH4145相近牌号:
InconelX-750 NO7750(美国)、NCl5FeTNbA(法国)、W.Nr.2.4669 NiCr15Fe7TiAl(德国) NCF750(日本)
GH4145 金相组织结构:
该合金标准热处理状态的组织由γ基体、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ'[Ni3(Al、Ti、Nb)]相组成,γ'含量大约为14.5%,是合金的主要强化相。
GH4145工艺性能与要求:
1、合金的锻造温度在1220~950℃之间均易成形。该合金在剧烈成形工序后就进行固溶处理。
2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。
3、合金具有较好的焊接性能,可进行各种焊接。焊接后进行时效处理可获得近似完全热处理状态的强度。
4、零件热处理就在无硫的中性或还原性气氛中进行,以免发生硫化。
GH4145主要规格:
GH4145无缝管、GH4145钢板、GH4145圆钢、GH4145锻件、GH4145法兰、GH4145圆环、GH4145焊管、GH4145钢带、GH4145直条、GH4145丝材及配套焊材、GH4145圆饼、GH4145扁钢、GH4145六角棒、GH4145大小头、GH4145弯头、GH4145三通、GH4145加工件、GH4145螺栓螺母、GH4145紧固件
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概述具有以下特性 ●易加工性 ●在700℃时具有高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度 ●在1000℃时具有高抗氧化性 ●在低温下具有稳定的化学性能 ●良好的焊接性能 应用领域 由于在700℃时具有高温强度和优秀的耐腐蚀性能、易加工性,可广泛应用于各种高要求的场合。●汽轮机●液体燃料火箭 ●...
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凤飞能全: 常用弹簧材料都不行,700度只是概念,在这个温度金相组织差不多就发生变化了.想别的办法吧!
河曲县15878845657: 304不锈钢弹簧在高温下会收缩吗 - ?
凤飞能全: 看多少的温度,一般不会,若到700度以上的话就会变成没有弹性了.
河曲县15878845657: 在700摄氏度下能保持正常力学姓能的弹簧钢有哪些啊, - ?
凤飞能全: 高速钢也不能承受这个温度啊,建设你考虑通过机构将弹簧安排在非高温区域.
河曲县15878845657: 能耐750度高温而不失弹性的金属材料 - ?
凤飞能全: 钴基高温合金,跟常温相比肯定是要下降的,但在700-1100度的高温下,钴基高温合金仍然具有相当不错的强度.
河曲县15878845657: 如何让弹簧在高温下工作有保障? - ?
凤飞能全: 常用弹簧材料都不行,在高温下只是概念,在这个温度金相组织 差不多就发生变化了.想别的办法吧!
河曲县15878845657: 900℃的温度下,弹性不会大幅减小的弹簧材料或结构 - ?
凤飞能全: 这个应该找耐高温的材料吧!材料越耐高温在高温下其物理性质变化的也就越小,弹性也就减小的越少了
河曲县15878845657: 螺旋弹簧在高温情况下压力会降低吗 - ?
凤飞能全: 随弹簧的材质不同达到某一温度保持一定时间后就退火了,从而失去弹性了受压变形了,不是会不会压力降低的事了.
河曲县15878845657: 弹簧材料在高温和低温情况下的区别是什么 - ?
凤飞能全: 首先在高温下工作的弹簧材料,要求强度有较好的热稳定性、抗松弛或蠕变能力、抗氧化能力、耐一定介质腐蚀能力.弹簧的工作温度升高,弹簧材料的弹性模量下降,导致刚度下降,承载能力变小.因此,在高温下工作的弹簧必须了解弹性模量的变化率(值),计算弹簧承载能力下降对使用性能的影响.按照GB1239规定,普通螺旋弹簧工作温度超过60℃时,应对切变模量进行修正,其公式为:Gt=KtG式中G——常温下的弹性模量;Gt——工作温度t下的切变模量;Kt——温度修正系数按表2—98选取.在低温下使用的弹簧材料,应具有良好的低温韧性.碳素弹簧钢丝、琴钢丝和1Cr18Ni9等奥氏体不锈钢弹簧钢丝、铜合金、镍合金有较好的低温韧性和强度.
河曲县15878845657: 弹簧的弹性限度是如何得到的?超过弹性限度的结果是什么? - ?
凤飞能全: 一、弹簧的弹性限度: 1、可以根据胡克定律:F=kx来测定; 2、新出品的弹簧都有其标定的弹性限度,即在出厂时,就标定好了. 二、弹簧超过其弹性限度,弹簧就不能恢复原来形状,弹簧被损坏.若为弹簧测力计,就不能准确测定力的大小...
河曲县15878845657: 如何正确选择弹簧材料? - ?
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