Heat Resistant Alloy Manufacturers

Current Manufacturing Process for High-Temperature Alloy Master Alloys

High-temperature alloys, also known as "superalloys," are a class of metallic materials based on iron, nickel, or cobalt. They are capable of long-term service at temperatures above 600°C under applied stress. These alloys offer a combination of exceptional properties, including high-temperature strength, excellent oxidation and hot corrosion resistance, good fatigue performance, and fracture toughness.

A "master alloy" refers to the refined material (typically supplied in bar form) used as feedstock for remelting and casting. Its chemical composition is precisely controlled according to customer specifications.

Currently, the vacuum induction melting (VIM) followed by metal mold casting process is widely used for producing high-temperature alloy master alloys, as illustrated in the diagram. In this conventional casting process, the refined molten metal is poured through a launder and finally into a metal mold, where it solidifies into the desired shape. This manufacturing method enables the production of high-temperature alloy master alloys with precise chemical composition. Through techniques such as controlled melting parameters, ceramic filtration, and optimized mold design, ingots with excellent metallurgical quality and superior performance can be achieved.

High-temperature alloy master alloys exhibit excellent high-temperature strength and creep resistance. Taking K418 superalloy master alloy as an example, after precise composition control and clean melting practices, its chemical composition must meet the requirements specified in Table 1 (in accordance with GB/T14992, GJB5512.1, and HB7763). Furthermore, after the master alloy is remelted and investment cast into test bars, the mechanical properties must satisfy the requirements listed in Table 2.

Ưu điểm kỹ thuật của hợp kim chính ở nhiệt độ cao được nấu chảy và đúc trong chân không

Trong những năm gần đây, phù hợp với các sáng kiến chiến lược của Trung Quốc nhằm phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp động cơ hàng không vũ trụ và tua bin khí mặt đất, cũng như thúc đẩy ứng dụng rộng rãi bộ tăng áp ô tô để bảo tồn năng lượng, giảm phát thải và cải thiện môi trường, nhu cầu về vật liệu hợp kim nhiệt độ cao chất lượng cao hơn không ngừng tăng lên. Với số lượng nhà sản xuất trong nước hạn chế và khoảng cách công nghệ so với Hoa Kỳ và Châu Âu, nhu cầu cấp thiết về nguồn cung cấp trong nước các hợp kim tổng hợp nhiệt độ cao hiệu suất cao, tiết kiệm chi phí là rất quan trọng.

Để đáp lại, công ty chúng tôi đã hợp tác với một công ty công nghệ Trung Quốc vào năm 2016 để xây dựng dây chuyền sản xuất VIM (Nung chảy cảm ứng chân không) cho hợp kim gốc hợp kim nhiệt độ cao, được thiết kế để tạo hình gần như lưới, quy trình xử lý ngắn và chi phí thấp. Dây chuyền được trang bị lò cảm ứng chân không có công suất 500kg, 300kg và 50kg. Với buồng nấu chảy thể tích nhỏ và cấu trúc lò nằm ngang, những lò này đạt được khả năng kiểm soát chân không làm việc tối ưu. Hệ thống khuấy điện từ ba pha đảm bảo khuấy trộn ổn định bể nóng chảy, cho phép các nguyên tố bổ sung hòa tan đồng đều từ trên xuống dưới trong khi vẫn duy trì nhiệt độ nóng chảy gần như không đổi.

Bằng cách kiểm soát chính xác áp suất và nhiệt độ của mỗi lần nấu chảy, chúng tôi giảm thiểu sự biến đổi của quy trình, đảm bảo phân phối ổn định các nguyên tố và giữ hàm lượng nguyên tố dễ bay hơi trong phạm vi rất hẹp. Ngoài ra, diện tích bề mặt nóng chảy lớn (bể D/H > 1) do lò VIM cung cấp tạo điều kiện cho quá trình khử khí vật liệu hiệu quả.

Để giám sát chất lượng sản phẩm, chúng tôi đã giới thiệu máy quang phổ đọc trực tiếp SPECTROMAXx từ Đức, cho phép phân tích trực tuyến thành phần hợp kim, cũng như giám sát các nguyên tố có hại và hàm lượng nitơ để đảm bảo chất lượng của hợp kim chính của chúng tôi.

Công ty chúng tôi cũng được trang bị một phòng thí nghiệm tính chất cơ học, có khả năng kiểm tra hiệu quả các đặc tính chịu ứng suất ở nhiệt độ cao, đặc tính kéo cao và đặc tính kéo ở nhiệt độ phòng của vật liệu.

Toàn bộ hệ thống sản xuất đã được vận hành hoàn chỉnh vào tháng 3 năm 2017 và đã đạt được năng lực sản xuất hàng loạt ở quy mô công nghiệp. Chúng tôi được chứng nhận theo hệ thống quản lý chất lượng ISO9001 và có năng lực sản xuất hàng năm khoảng 5.000 tấn hợp kim tổng hợp nhiệt độ cao. Tất cả các sản phẩm đều đã được Trung tâm Phân tích Sắt thép Quốc gia kiểm nghiệm, với các thông số kỹ thuật đáp ứng tiêu chuẩn ngành luyện kim tương ứng YB/T 5248-93.

So với các quy trình chuẩn bị truyền thống, hợp kim tổng hợp nhiệt độ cao được sản xuất bởi quy trình VIM của chúng tôi mang lại những ưu điểm như chất lượng luyện kim cao và hàm lượng tạp chất thấp.