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蘇州昱創(chuàng)流體科技有限公司

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蘇州昱創(chuàng)流體機(jī)械密封波形彈簧材質(zhì)的選擇

閱讀:80      發(fā)布時(shí)間:2025-2-6
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二、波形彈簧

機(jī)械密封用波形彈簧,通常用薄鋼帶制造,其結(jié)構(gòu)有單波、多波點(diǎn)焊式、連續(xù)纏繞式等。波形彈簧用材料有SUS3021Cr18Ni9)、SUS3040Cr18Ni9)、SUS3160Cr17Ni12MoR)、SUS613J0Cr18Ni7Al)、SUS6320Cr15Ni7Mo2Al)等。

三、金屬波紋管

金屬波紋管有焊接波紋管和壓力成形波紋管。在上面介紹的不銹鋼彈簧材料大都可以用于金屬波紋管。但在高溫下使用的金屬波紋管一般采用AM350。AM350屬于沉淀硬化型不銹鋼。所謂沉淀硬化是指在一定的條件下,由過(guò)飽和固溶體中析出另一相而導(dǎo)致的硬化作用。沉淀硬化型不銹鋼是一種超高強(qiáng)度的高合金鋼,通常含鉻量大于12%,合金元素總含量約22%25%,經(jīng)過(guò)高溫固溶處理后冷卻到室溫時(shí)保持奧氏體組織,適于加工成型,然后進(jìn)行中間處理和冷處理(-73℃)能轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織,再經(jīng)時(shí)效處理析出彌散分布的碳化物和基他金屬間化合物,從而達(dá)到較高強(qiáng)度和硬化的目的。一般習(xí)慣上稱為沉淀硬化。

AM-350是典型的沉淀硬化型不銹鋼,其化學(xué)成分見(jiàn)表6-38,機(jī)械性能和持久強(qiáng)度見(jiàn)表6-396-40。

6-38 AM-350的化學(xué)成分           %

C

Si

Mn

Cr

Ni

Mo

Fe

0.10

0.40

1.00

16.5

4.25

2.75

余量

 

6-39     AM-350的機(jī)械性能

σ0.2/MPa

σh/MPa

δ

50.8mm/%

HRC

1027

1420

12

46

熱處理狀態(tài):重新固溶+(-73℃)冷凍+850℃時(shí)效12h

 

AM-350在工藝性能方面表現(xiàn)出良好,它在固溶后既有奧氏體鋼的優(yōu)點(diǎn)(易于冷加工成形),隨后經(jīng)過(guò)強(qiáng)化處理又具有馬氏體鋼的特色(強(qiáng)度硬度高),并且熱處理溫度不高,沒(méi)有變形的氧化的缺點(diǎn),所以是一種制作焊接波紋管的良好材料。

6-40   AM-350的持久性          MPa

427

482

100h

1000h

100h

1000h

910

890

720

690

 

我國(guó)的沉淀硬化不銹鋼有0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al、0Cr17Ni4Cu4Nb等,是AM-350很好的代用材料。

高溫有腐蝕工況下工作的波紋管可用高鎳制造,例如蒙乃爾(Monel)、哈氏合金和因科鎳爾(Inconel)等。其中因科鎳爾718是常用的一個(gè)牌號(hào),它耐高溫,耐腐蝕而且彈性好,是機(jī)械密封中金屬波紋管常用的材料,其正?;瘜W(xué)成分和機(jī)械性能見(jiàn)表6-41、6-42

6-41   Inconel 718板材的機(jī)械性能

 

21

538

649

732

760

持久強(qiáng)度/

kgf/mm2

100h

1000h

71.7

60.5

30

7

拉伸強(qiáng)度/kgf/mm2

屈服強(qiáng)度(0.2%/kgf/mm2

伸長(zhǎng)率%

130

107.6

22

116.7

96.3

26

105.5

88.6

15

69

64

8

注:拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)材料的狀態(tài)為,9271小時(shí),空冷+7188小時(shí),爐冷+62018小時(shí),空冷。

6-42   Inconel718的化學(xué)成分

C

Si

Mn

Cr

Mo

Nb

Ti

Al

Fe

Ni

0.04

0.30

0.20

18.6

3.1

5.0

0.9

0.4

18.5

余量

 

6-43  GH169的化學(xué)成分

C

Si

Mn

S

P

Cr

Mo

0.10

00.75

00.5

00.015

00.015

1721

2.83.3

Nb

Al

Ti

B

Fe

Ni

4.55.75

0.20.8

0.31.3

0.006

1721

余量

 

Inconel718AM-350相比,前者屬于鎳基高溫合金,后者是高溫高強(qiáng)度沉淀硬化型不銹鋼。

機(jī)械密封其他零件包括彈簧座、動(dòng)環(huán)座、傳動(dòng)零件及固定環(huán)等。除應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度要求外,還要求耐腐蝕。即使在無(wú)腐蝕性的介質(zhì)中,通常也不用碳素鋼,一般情況下用2Cr13、在腐蝕性介質(zhì)中,需要分別選用1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2T00Cr17Ni14Mo2、Monel等。有關(guān)耐蝕合金材料的選用,可參考表6-44。

表6-44 耐腐蝕含金材料選用表

序號(hào)

牌號(hào)

代號(hào)

主要用途

1

2

3

4

STSi15

Cr28

NiCr2O2

NiCr3O3

高硅鑄鐵

高鉻鑄鐵

鎳鑄鐵

鎳鎘鐵

全濃度硝酸硫酸及較強(qiáng)腐蝕液

濃硝酸、高溫等

燒堿等

燒堿等

5

PbSb10-12

硬鉛

全濃度硫酸

6

7

8

9

1Cr13

0Cr13Ni7Si4

0Cr26Ni5MO2

0Cr26Ni5Mo2Cu3

1Cr13

05

 

CD-4MCu

大氣、石油及食品

濃硝、硫酸等

稀硫酸、磷酸、抗磨等

稀硫酸、磷酸等

10

1Cr18Ni9

304

稀硝酸、有機(jī)酸等

11

12

13

 

14

15

16

17

18

00Cr18Ni10

1Cr18Ni12Mo2Ti

00Cr18Ni12Mo2

 

0Cr13Ni25Mo3Cu3Nb

1Cr24Ni20Mo2Cu3

cCr20Ni25Mo5Cu2

0Crni30Mo2Cu3

0Cr28Ni30Mo4Cu2

304L

316

316L

 

941

K合金

904.2RK65

20“合金CN-7M

28*

稀硝酸、有機(jī)酸等抗晶間磨蝕

稀硫酸、磷酸、有機(jī)酸等

稀硫酸、磷酸、有機(jī)酸等,抗晶間磨蝕

稀硫酸等、MO2Ti不抗蝕的場(chǎng)合

稀硫酸等

稀硫酸等

稀硫酸等

磷酸等

 

19

20

θCr20Ni42Mo3Cu2

0Cr30Ni42Mo3Cu2

825

804

904仍不抗蝕的場(chǎng)合

燒堿蒸及904仍不抗蝕的場(chǎng)合

21

22

00Ni65Cu28

00Ni65Mo28

Monel

哈氏B

氫氟酸、硅氟酸等

全濃度鹽酸等

23

TA2TA3TA4

鑄鈦ZT

純堿、海水等


































除要求用高級(jí)耐蝕合金材料外,還可采用表面處理技術(shù),以提高金屬表面層的耐蝕性,這樣密封結(jié)構(gòu)件的使用壽命就可大大延長(zhǎng)。

 

 

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