不會(huì)變形的法蘭鍛件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種不會(huì)變形的法蘭鍛件，所述的不會(huì)變形的法蘭鍛件包括最上層的鋁合金層、中間層的鈦合金層和最下層的鎳基合金層組合而成，所述鈦合金層包括鋁、碳、氧和氮，所述鎳基合金層為鎳基高溫合金，所述的鋁合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的14%-16%，所述的鈦合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的34%-38%，所述的鎳基合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的48%-50%。本發(fā)明提供一種不會(huì)變形的法蘭鍛件，具有高強(qiáng)度耐磨、耐蝕和不會(huì)變形的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】 不會(huì)變形的法蘭鍛件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種不會(huì)變形的法蘭鍛件。

【背景技術(shù)】
[0002]鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。世界上許多國(guó)家都認(rèn)識(shí)到鈦合金材料的重要性，相繼對(duì)其進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，并得到了實(shí)際應(yīng)用。
[0003]第一個(gè)實(shí)用的鈦合金是1954年美國(guó)研制成功的T1-6A1_4V合金，由于它的耐熱性、強(qiáng)度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好,而成為鈦合金工業(yè)中的王牌合金，該合金使用量已占全部鈦合金的75%?85%。其他許多鈦合金都可以看作是T1-6A1-4V合金的改型。20世紀(jì)50?60年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金，70年代開(kāi)發(fā)出一批耐蝕鈦合金，80年代以來(lái)，耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到進(jìn)一步發(fā)展。耐熱鈦合金的使用溫度已從50年代的400°C提高到90年代的600?650°C。A2(Ti3Al)和r (TiAl)基合金的出現(xiàn)，使鈦在發(fā)動(dòng)機(jī)的使用部位正由發(fā)動(dòng)機(jī)的冷端(風(fēng)扇和壓氣機(jī))向發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端(渦輪)方向推進(jìn)。結(jié)構(gòu)鈦合金向高強(qiáng)、高塑、高強(qiáng)高韌、高模量和高損傷容限方向發(fā)展。另外，20世紀(jì)70年代以來(lái)，還出現(xiàn)了 T1-N1、T1-N1-Fe,T1-N1-Nb等形狀記憶合金，并在工程上獲得日益廣泛的應(yīng)用。
[0004]世界上已研制出的鈦合金有數(shù)百種，最著名的合金有20?30種，如T1-6A1_4V、Τ?-5Α1-2.5Sn、Ti_2Al_2.5Zr、Ti_32Mo、T1-Mo-Ni, T1-Pd、SP-700、T1-6242、T1-10-5-3、T1-1023、BT9、BT20、IMI829, IMI834等。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2012年我國(guó)化工行業(yè)用鈦量達(dá)
2.5萬(wàn)噸，比2011年有所減少。這是自2009年以來(lái)，我國(guó)化工用鈦市場(chǎng)首次出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。近些年來(lái)，化工行業(yè)一直是鈦加工材最大的用戶，其用量在鈦材總用量的占比一直保持在50%以上，2011年占比高達(dá)55%。但隨著經(jīng)濟(jì)陷入低迷期，化工行業(yè)不但新建項(xiàng)目明顯減少，同時(shí)還將面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，部分產(chǎn)品新建產(chǎn)能受到控制，落后產(chǎn)能也將逐步淘汰的境地。受此影響，其對(duì)鈦加工材用量的萎縮也變得順理成章。在此之前，便有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)化工行業(yè)用鈦量在2013~2015年間達(dá)到峰值。以當(dāng)前市場(chǎng)表現(xiàn)看來(lái)，2012年整體經(jīng)濟(jì)的疲軟有可能使得化工用鈦的衰退期提前。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種具有高強(qiáng)度耐磨、耐蝕和不會(huì)變形優(yōu)點(diǎn)的不會(huì)變形的法蘭鍛件。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種不會(huì)變形的法蘭鍛件，所述的不會(huì)變形的法蘭鍛件包括最上層的鋁合金層、中間層的鈦合金層和最下層的鎳基合金層組合而成，所述鈦合金層包括鋁、碳、氧和氮，所述鎳基合金層為鎳基高溫合金，所述的鋁合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的14%_16%，所述的鈦合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的34%-38%，所述的鎳基合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的48%-50%。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的鎳基高溫合金包括銅、鉻、鑰。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的鋁合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的14%，所述的鈦合金占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的37%，所述的鎳基合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的49%。
[0009]本發(fā)明的一種不會(huì)變形的法蘭鍛件，具有高強(qiáng)度耐磨、耐蝕和不會(huì)變形的優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0011]其中，所述的不會(huì)變形的法蘭鍛件包括最上層的鋁合金層、中間層的鈦合金和最下層的鎳基合金層組合而成，所述鈦合金層包括鋁、碳、氧和氮，所述鎳基合金層為鎳基高溫合金，所述的鋁合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的14%-16%，所述的鈦合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的34%_38%，所述的鎳基合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的 48%-50%。
[0012]進(jìn)一步說(shuō)明，所述的鎳基高溫合金包括銅、鉻、鑰，所述的鋁合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的14%，所述的鈦合金占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的37%，所述的鎳基合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的49%。鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān)，最純的碘化鈦雜質(zhì)含量不超過(guò)0.1%，但其強(qiáng)度低、塑性高。99.5%工業(yè)純鈦的性能為:密度P =4.5g/立方厘米，熔點(diǎn)為1725°C，導(dǎo)熱系數(shù)λ =15.24ff/(m.K)，抗拉強(qiáng)度σ b=539MPa，伸長(zhǎng)率δ =25%,斷面收縮率Ψ=25%，彈性模量E=L 078Χ 105MPa，硬度HB195。鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，僅為鋼的60%，純鈦的密度才接近普通鋼的密度，一些高強(qiáng)度鈦合金超過(guò)了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度。因此鈦合金的比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，可制出單位強(qiáng)度高、剛性好、質(zhì)輕的零部件。飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度，可在450?500°C的溫度下長(zhǎng)期工作這兩類鈦合金在150°C?500°C范圍內(nèi)仍有很高的比強(qiáng)度，而鋁合金在150°C時(shí)比強(qiáng)度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達(dá)500°C，鋁合金則在200°C以下。鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼；對(duì)點(diǎn)蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng)；對(duì)堿、氯化物、氯的有機(jī)物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對(duì)具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學(xué)性能。低溫性能好，間隙元素極低的鈦合金，如TA7，在-253°C下還能保持一定的塑性。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料。鈦的化學(xué)活性大，與大氣中O、N、H、CO、C02、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。含碳量大于0.2%時(shí)，會(huì)在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC ;溫度較高時(shí)，與N作用也會(huì)形成TiN硬質(zhì)表層；在600°C以上時(shí)，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會(huì)形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達(dá)0.1?0.15 mm，硬化程度為20%?30%。鈦的化學(xué)親和性也大，易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。
[0013]再進(jìn)一步說(shuō)明，N1-Cu合金在還原性介質(zhì)中耐蝕性優(yōu)于鎳，而在氧化性介質(zhì)中耐蝕性又優(yōu)于銅，它在無(wú)氧和氧化劑的條件下，是耐高溫氟氣、氟化氫和氫氟酸的最好的材料(見(jiàn)金屬腐蝕)。N1-Cr合金也就是鎳基耐熱合金；主要在氧化性介質(zhì)條件下使用。抗高溫氧化和含硫、釩等氣體的腐蝕，其耐蝕性隨鉻含量的增加而增強(qiáng)。這類合金也具有較好的耐氫氧化物(如NaOH、KOH)腐蝕和耐應(yīng)力腐蝕的能力。N1-Mo合金主要在還原性介質(zhì)腐蝕的條件下使用。它是耐鹽酸腐蝕的最好的一種合金，但在有氧和氧化劑存在時(shí)，耐蝕性會(huì)顯著下降。N1-Cr-Mo(W)合金兼有上述N1-Cr合金、N1-Mo合金的性能。主要在氧化一還原混合介質(zhì)條件下使用。這類合金在高溫氟化氫氣中、在含氧和氧化劑的鹽酸、氫氟酸溶液中以及在室溫下的濕氯氣中耐蝕性良好。N1-Cr-Mo-Cu合金具有既耐硝酸又耐硫酸腐蝕的能力，在一些氧化-還原性混合酸中也有很好的耐蝕性。本發(fā)明提供一種不會(huì)變形的法蘭鍛件，具有高強(qiáng)度耐磨、耐蝕和不會(huì)變形的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種不會(huì)變形的法蘭鍛件，其特征在于:所述的不會(huì)變形的法蘭鍛件包括最上層的鋁合金層、中間層的鈦合金層和最下層的鎳基合金層組合而成，所述鈦合金層包括鋁、碳、氧和氮，所述鎳基合金層為鎳基高溫合金，所述的鋁合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的14%-16%，所述的鈦合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的34%-38%，所述的鎳基合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的48%-50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不會(huì)變形的法蘭鍛件，其特征在于:所述的鎳基高溫合金包括銅、鉻、鑰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不會(huì)變形的法蘭鍛件，其特征在于:所述的鋁合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的14%，所述的鈦合金占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的37%，所述的鎳基合金層占不會(huì)變形的法蘭鍛件總體分量的49%。
【文檔編號(hào)】C22C19/05GK104441827SQ201410726549
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】王均良 申請(qǐng)人:常熟市佳泰金屬材料有限公司