新型高溫熱鍛模材料IN718合金
高溫熱鍛模是指在高溫(超過600度)下使用的鍛造模具。這種模具的使用條件十分惡劣，不但要承受超高溫而且還要承受高的沖擊力?，F(xiàn)在一般使用的熱鍛模材料為5CrNiMo 5CrMnMo,H13,3Cr2W8V等鋼種，但是這些鋼種在使用時，由于承受高溫以及大應力，所以這些材料的在溫度超過600度時使用情況都不是很好。
IN718是以Ni為基體，在合金中加入鋁，鈦以形成金屬間化合物進行r’(Ni3AlTi)相沉淀強化。這樣就使得該合金具有高溫強度高，高溫穩(wěn)定性好，抗氧化性好，熱疲勞性能及沖擊韌性優(yōu)異，特別適合制作熱鍛模，國外已經(jīng)大批量使用該合金用作高溫模具材料。
在高溫的工作環(huán)境下5CrNiMo等普通模具材料的屈服強度和抗拉強度遠低于IN718合金，而且隨著溫度的升高、使用時間的延長屈服強度和抗拉強度急劇降低。IN718合金在高溫下，不僅強度遠高于5CrNiMo 合金鋼，而且隨著溫度的升高屈服強度和抗拉強度變化不大，并且IN718合金在使用條件下超過1000小時抗拉強度下降小于5％。而5CrNiMo等常規(guī)模具鋼材料650度高溫下累計接觸時間不超過8小時就已經(jīng)因失效而報廢。因此，溫度愈高，時間愈長，他們之間的差別愈大。
表1 5CrNiMo鋼與IN718合金在不同溫度下的抗拉強度比較
T/℃ σb/MPa | 20℃ | 300℃ | 600℃ | 700℃ |
5CrNiMo | 1500 Mpa | 1100 MPa | 400 MPa | ---- |
IN718 | 1390 MPa | 1250 MPa | 1200 MPa | 1000 MPa |
表2 5CrNiMo鋼與IN718合金在650℃工作溫度下使用的抗拉強度比較
t/h σb/MPa | 1 h | 4 h | 10 h | 100h | 200h | 500h | 1000h |
5CrNiMo | 1400 MPa | 1000 MPa | 360 MPa | ---- | ---- | ---- | ---- |
IN718 | 1140 MPa | 1140 MPa | 1140 MPa | 1140 MPa | 1115 MPa | 1155 MPa | 1090 MPa |
在600℃ 時IN718的屈服強度是5CrNiMo的2.4倍，而在650℃ IN718是5CrNiMo 的3.4倍。由于IN718合金具有這種優(yōu)良的高溫強度，鍛造時在溫度升高到500－800℃時，IN718不變形。
IN718合金的高溫硬度在熱鍛模的工作溫度范圍也明顯高于5CrNiMo 而且從室溫至800℃，硬度保持在同一水平，與此相反5CrNiMo 從400-600℃硬度幾乎成直線降低。在500℃時，兩種材料硬度相同，到600℃時IN718合金的硬度高于5CrNiMo一倍以上,良好的高溫硬度使IN718合金具有良好的高溫耐磨性。
一般的熱作模具鋼的高溫穩(wěn)定性都不好，從450℃到600℃回火由于組織中碳化物球化，所以鋼一直在軟化，硬度不斷降低，而IN718合金為單一奧氏體鋼，不存在相變。在正常熱處理后，在600-700℃加熱長達1000小時，組織穩(wěn)定，硬度變化很小。因此5CrNiMo等熱作模具鋼使用過程中受鍛件加熱，是一個回火軟化過程，材料強度不斷降低，而IN718可以保持良好的的強度性能，???一特點對于制作熱鍛模來說極為有利。
熱鍛模在高溫下工作，因此材料必須具有良好的抗氧化性能。Cr是主要的抗氧化元素。5CrNiMo鋼中僅含有0.7％左右的Cr表面在高溫下形成低含量的氧化膜（Fe3Cr）2O3。這種氧化膜多孔，而且很容易被工件材料所磨掉。IN718合金含有18％的Cr，所以在表面形成致密而且防護性良好的以Cr2O3為主的氧化膜。抗氧化良好。
綜上所述，IN718合金非常適用于600度以上使用的熱鍛模、擠壓墊、熱擠壓模、壓鑄模等材料。我公司現(xiàn)可以提供棒材、鍛件等產(chǎn)品。歡迎垂詢惠顧。