Pièces moulées en alliage à haute teneur en nickel

La fonte à haute teneur en nickel est l'un de ces matériaux, contenant jusqu'à 36 % de nickel. Par rapport à la fonte grise, la fonte à haute teneur en nickel a une résistance à la corrosion et une ténacité supérieures, ce qui en fait un matériau de fabrication important pour les pompes, et son excellente résistance à l'oxydation et sa résistance aux températures élevées en font un matériau idéal pour la production d'inserts de rainure de segment de piston.

Après plus de dix ans de précipitations, Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. possède une riche expérience de production dans le moulage de précision à la cire perdue de verre soluble, la technologie de moulage de précision en mousse perdue, la technologie de moulage de précision au sol de silice et la technologie de moulage au sable en coquille. Attendez-vous à ce que les fabricants de divers pays consultent High Nickel Alloy Castings.

Description du produit

Faits de base des pièces moulées en alliage à haute teneur en nickel

1. Normes de mise en œuvre : la société applique strictement la certification ISO9001 et TS 16949.

2. Normes matérielles du produit : ISO, GB, ASTM, SAE, ISO, EN, DIN, JIS, BS

3. Principaux processus : moulage au sable, moulage de précision au sol de silice, moulage de précision au verre soluble, moulage en coque, ébavurage, sablage, usinage, traitement thermique, test d'étanchéité, traitement de surface, etc.

4. Matériaux disponibles :

Bronze d'étain, bronze de silicium, bronze d'aluminium, laiton, cuivre, alliage de titane, acier à haute teneur en manganèse, acier à haute teneur en chrome, acier à haute teneur en nickel, acier au carbone, acier allié, acier inoxydable, fonte grise, fonte, acier moulé, fonte d'aluminium, etc. Adapté aux besoins du client selon les exigences du client.

Analyse des pièces moulées résistantes aux hautes températures et à la corrosion d'alliages à haute teneur en nickel

Les alliages de nickel sont largement utilisés dans l'industrie en raison de leurs propriétés de résistance à la corrosion à haute température. Par exemple, les alliages de nickel sont supérieurs aux alliages de fer ou de cobalt en termes de résistance à l'oxydation à haute température. Ces alliages sont intrinsèquement résistants à la corrosion par carbonisation et nitruration en raison de leur faible solubilité pour les atomes interstitiels. En raison du point de fusion élevé des composés halogénés des alliages de nickel, ils ont également une bonne résistance dans les environnements contenant des halogènes.

Les alliages de nickel sont classés en alliages Ni-Cr, Ni-Cr-Mo, Ni-Cr-W, Ni-Co-Cr, Ni-Cr-Fe, Ni-Fe-Cr et Ni-Mo selon leurs principaux éléments. Ils peuvent également être différenciés selon qu'ils peuvent être durcis par vieillissement ou non. Les alliages de nickel sont généralement durcis par la dispersion de particules primaires gamma.

La phase initiale gamma est un composé A3B cubique à faces centrées dans lequel A est majoritairement du nickel et B est majoritairement de l'aluminium (parfois accompagné de titane). La structure à double trempe Gamma est une phase tétragonale centrée sur le corps, et sa composition est toujours A3B, mais ici B est principalement du niobium. De toute évidence, la structure à trempe gamma nécessite une grande quantité de dopage à l'aluminium (et éventuellement au titane), tandis que la structure à double trempe gamma nécessite une grande quantité de dopage au niobium.

Les alliages durcissant par vieillissement ne sont généralement utilisés que dans les turbines à gaz, où la résistance à l'oxydation et la conservation de la résistance à des températures définies sont les principales exigences. Pour d'autres applications à haute température, des alliages de nickel durcissant en solution sont utilisés car ils ont une plage de température plus large et sont plus faciles à souder et à fabriquer. Il existe de nombreux alliages renforcés par solution qui sont fabriqués pour une corrosion spécifique à haute température, tels que les alliages de nickel adaptés aux environnements de sulfuration.

L'aluminium est parfois incorporé dans des alliages renforcés en solution car la formation d'un film d'oxyde d'aluminium externe augmente la résistance à l'oxydation des alliages de nickel tels que l'alliage 214 (NO7214). Habituellement, la température de travail de ces alliages doit être supérieure à la ligne de solution solide de la structure trempée aux rayons gamma pour éviter les problèmes causés par le durcissement par dispersion.

1. Mode corrosion :

Les modes de corrosion à haute température comprennent l'oxydation, la carbonisation, la poudre métallique, la sulfuration, la nitruration, l'attaque halogène, l'attaque par sel fondu, etc. Cet article se limitera à discuter de l'oxydation et de la carbonisation.

Afin de résister à l'oxydation à haute température, la plupart des alliages de nickel reposent sur un dopage au chrome, allant de 8 % à 48 %. Certains alliages sont dopés avec une petite quantité de silicium ou de manganèse pour favoriser la formation d'oxydes protecteurs de type spinelle, et des éléments de terres rares tels que le lanthane et l'yttrium peuvent également être ajoutés pour améliorer l'écaillage de la couche anti-oxydante. Dans de nombreux alliages de nickel, l'aluminium est le principal dopant, favorisant le durcissement par dispersion ou créant une couche protectrice d'alumine contre l'oxydation à haute température.

L'érosion oxydative comprend principalement deux aspects : (1) la perte de métal causée par la formation d'une peau d'oxyde à partir du métal principal, (2) les dommages causés par l'érosion intergranulaire et la formation d'oxydes internes isolés.

La perte de métal peut en outre être distinguée comme une peau d'oxyde continue ou une exfoliation de la peau d'oxyde causée par le cycle thermique.

En ce qui concerne l'érosion interne, si la pièce est exposée à l'air, des nitrures internes peuvent également se former avec des oxydes endogènes. En particulier pour les alliages contenant du Cr2O3, si une grande quantité de peau d'oxyde se détache ou lorsque la quantité d'aluminium est insuffisante pour former un film continu d'Al2O3, la corrosion interne sera plus grave.

La méthode de mesure de la perte de poids ne reflète pas entièrement la situation de l'érosion oxydative. Par conséquent, la quantité de perte observée doit être vérifiée et mesurée par des méthodes métallographiques. Dans la section suivante, l'attaque oxydative est exprimée comme la quantité moyenne de métal endommagé constituée de la perte de métal plus la moyenne de l'érosion interne.

2. Oxydation-corrosion :

Il est envisagé que le degré d'attaque oxydante ait généralement tendance à être plus sévère avec l'augmentation de la température. Un test d'oxydation à haute température a été effectué sur les échantillons. Les pièces ont été abaissées de la température élevée à la température ambiante toutes les 168 heures dans un courant d'air, et la durée totale d'oxydation était de 1008 heures. La formation de CrO3 volatil a été observée au-dessus de 980 degrés, tandis que l'effet protecteur de Cr2O3 a diminué. L'effet est le plus prononcé à 1205 degrés. Pour l'alliage 214, les valeurs les plus basses aux 4 températures (980, 1095, 1150 et 1205 degrés) indiquent que Al2O3 a la meilleure protection.

Un refroidissement répété à température ambiante entraînera le décollement de la peau d'oxyde, de sorte que l'effet sur l'attaque oxydative est le plus évident. Des expériences d'oxydation ont été réalisées avec différents temps de cycle dans un courant d'air à 1095 degrés. Pour deux échantillons qui ont été testés pendant exactement le même temps, l'échantillon avec le temps de cycle le plus court a perdu la plus grande quantité. Dans le gaz à grande vitesse, les échantillons avec des temps de cycle courts sont les plus sévèrement corrodés.

Cette expérience d'oxydation dynamique est conçue pour simuler le fonctionnement du moteur à turbine à gaz d'un avion. Le carburant utilisé dans l'appareil de test est un mélange de n° 1 et n° 2, le rapport air/carburant est de 50 : 1 et le taux de génération de gaz est de Mach 0,3. Les échantillons sont chargés sur un carrousel rotatif. La bande transporteuse extrait l'échantillon de la zone à haute température toutes les 30 minutes, le souffle avec de l'air pendant 2 minutes, puis retourne à nouveau dans la zone à haute température. Ce test est évidemment plus sévère.

Cependant, les effets à long terme ne peuvent pas être jugés sur la base des résultats des tests à court terme. Certains matériaux présentent un phénomène d'oxydation de fracture lors d'une exposition prolongée. Par exemple, les alliages X (NO6002) et HR-120 (NO8120) ont été soumis à des tests d'attaque par oxydation destructive à long terme à 1205 degrés. L'échantillon d'alliage X était complètement endommagé après 120 jours, tandis que l'alliage HR-120 était complètement endommagé après 330 jours. Les données montrent qu'aucun des alliages ne convient à une utilisation prolongée au-dessus de 1150 degrés.

3. Érosion par carbonisation :

La carbonisation est l'intrusion de carbone dans les métaux en présence de gaz contenant du carbone tels que CO, CO2, CH4 ou d'autres hydrocarbures. Le carbone est transporté à la surface du métal, se diffuse dans le métal et forme divers carbures avec des éléments d'alliage. Habituellement au-dessus de 800 degrés, la carbonisation peut être observée lorsque l'activité du carbone est inférieure à 1. À des températures plus basses et une activité du carbone supérieure à 1, un autre mode d'attaque, le poudrage métallique, se produit.

Contrairement aux autres modes de corrosion à haute température, la carbonisation produit des carbures internes qui détériorent, fragilisent et endommagent le métal. Dans ce mode, il n'y a pas de perte de métal due à la formation de tartre et les dommages dus à l'érosion ne peuvent pas être exprimés comme la somme de la perte de métal et de la corrosion interne.

Ici, le degré de carbonisation peut être défini par le gain de carbone (mg/cm2) et la profondeur de carbonisation. La cinétique de carbonatation est déterminée par la solubilité et la vitesse de diffusion du carbone à la température considérée.

La faible solubilité du carbone dans les alliages de nickel rend les alliages de nickel largement utilisés dans les environnements de carbonisation. Cependant, tous les alliages résistants à la chaleur contiennent des éléments d'alliage tels que le chrome, l'aluminium et le silicium. Par conséquent, la carbonisation produit toujours une variété de carbures de chrome. Les alliages de nickel sont généralement protégés de la carbonisation par une peau d'oxyde stable. A une température donnée, les alliages d'un mélange gazeux sont sujets à une oxydation ou à une carbonisation, selon la pression partielle d'oxygène (potentiel chimique oxydant) ou l'activité du carbone à cette température.

Pr post-castingaccès

1. Traitement thermique : recuit, carbonisation, revenu, trempe, normalisation, revenu de surface

2. Équipement de traitement : CNC, WEDM, tour, fraiseuse, perceuse, rectifieuse, etc.

3. Traitement de surface : pulvérisation de poudre, chromage, peinture, sablage, nickelage, galvanisation, noircissement, polissage, bleuissage, etc.

Moules et appareils d'inspection

1. Durée de vie du moule : généralement semi-permanent. (sauf mousse perdue)

2. Délai de livraison du moule : 10-25 jours (selon la structure et la taille du produit).

3. Maintenance de l'outillage et des moules : Zhongwei est responsable des pièces de précision.

Contrôle de qualité

1. Contrôle de la qualité : le taux de défectueux est inférieur à 0,1 %.

2. Les échantillons et les essais seront inspectés à 100 % pendant la production et avant l'expédition, l'inspection des échantillons pour la production de masse conformément aux normes ISDO ou aux exigences du client

3. Équipement d'essai : détection des défauts, analyseur de spectre, analyseur d'image dorée, machine de mesure à trois coordonnées, équipement d'essai de dureté, machine d'essai de traction ;

4. Fournir un service après-vente.

5. La qualité peut être retracée.

Application

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. a développé et produit avec succès des pièces moulées en alliage à haute teneur en nickel et a réussi les inspections de ces matériaux et produits par le centre de test SGS. En août 2008, notre société a passé la société de certification TUV sur ces matériaux en fonte à haute teneur en nickel. Depuis lors, notre entreprise a atteint un nouveau sommet dans le domaine des matériaux de production en fonte. Au lieu de produire de manière monotone de la fonte ductile ordinaire et de la fonte grise, nous pouvons également produire de la fonte ductile à haute teneur en nickel, qui a des performances élevées et une résistance à haute température, une résistance à la corrosion.

et propriétés anti-oxydation, sa coulabilité est la même que celle de la fonte grise générale et de la fonte ductile, la fonte résistante au nickel fait partie de la famille de la fonte et contient suffisamment de nickel pour produire une base de fer de champ Voss, qui est similaire à l'acier inoxydable Voss Tiantie. Par rapport à la fonte grise et ductile non alliée faiblement alliée, la fonte résistante au nickel de la structure en fer Vostian peut améliorer la résistance à la chaleur et à la corrosion, et sa coulabilité est également comparable à la fonte grise et ductile générale.

La teneur en nickel de la fonte résistante au nickel varie de 15-36 pour cent . La plupart des grades contiennent également du chrome pour améliorer leur solidité et leur résistance à la corrosion. Les types I et Ib peuvent utiliser du cuivre à faible coût pour remplacer le nickel et avoir une résistance à la corrosion, mais ces fontes résistantes au nickel de type I contenant du cuivre ne le font pas. Nuances de fonte ductile.

La stabilité de la fonte ductile résistante au nickel D-2, D-2B, D-4 et D-5B est principalement déterminée par l'équilibre entre la teneur en nickel et en silicium. Dans le cas du fer Sitian, il y aura du fer ondulé et du fer lâche dans la base, ce qui mettra en danger la maniabilité, la résistance à la corrosion et la résistance à l'oxydation et n'est pas propice aux performances à haute température.

La fonte résistante au nickel de qualité D-2M convient à un service à basse température jusqu'à -320 degré F (-196 degré), cette fonte ductile en fonte Vostian modifiée possède d'excellentes propriétés métallurgiques et mécaniques à basse température , et a un casting de haute qualité.

Cette nuance convient à toutes les applications à basse température et possède une excellente coulabilité. Produit d'excellentes pièces, certaines applications incluent les corps de pompe, les corps de vanne, les compresseurs et les tuyauteries et raccords pour les gaz liquéfiés.

D-3 Si la dilatation thermique correspond à l'acier inoxydable à base de Fe, il est recommandé d'utiliser cette nuance dans les applications de choc thermique. En plus d'excellentes propriétés à haute température, ce grade a également une résistance élevée à l'érosion et convient à la vapeur d'eau et aux boues corrosives.

D-4 est recommandé pour les applications plus résistantes à la corrosion et à l'oxydation que les types D-2 et D-3, telles que les pièces de moteur qui entrent en contact avec les gaz de combustion et les déchets, et peuvent être utilisé pour la suralimentation jusqu'à 1500 degrés F (815 degrés). Il peut résister à des températures aussi élevées que 1000 degrés Fahrenheit (538 degrés Celsius) lorsque le carburant contient 1% de soufre.

La fonte ductile à haute teneur en nickel D-5 est utilisée dans les applications nécessitant une dilatation à basse température et peut réduire davantage les contraintes thermiques que les autres fontes résistantes au nickel.

Il est recommandé de l'utiliser dans les pièces moulées qui nécessitent une dilatation à basse température, telles que les pièces d'outils de coupe, les moules en verre et les moyeux extérieurs des convoyeurs à gaz, tandis que D-5B est utilisé dans les applications où une très faible contrainte thermique est requise.

À l'heure actuelle, le corps de pompe et la roue en matériau D-5S à haute teneur en nickel produits par Zhongwei Precision sont également largement utilisés dans le domaine des pompes à vide. Notre usine peut produire à tout moment diverses pièces mécaniques performantes et riches en matériaux. Bienvenue aux nouveaux et anciens clients à visiter et à guider!