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蘇州昱創流體科技有限公司

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蘇州昱創流體機械密封波形彈簧材質的選擇

閱讀:64      發布時間:2025-2-6
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二、波形彈簧

機械密封用波形彈簧,通常用薄鋼帶制造,其結構有單波、多波點焊式、連續纏繞式等。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AM350AM350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,由過飽和固溶體中析出另一相而導致的硬化作用。沉淀硬化型不銹鋼是一種超高強度的高合金鋼,通常含鉻量大于12%,合金元素總含量約22%25%,經過高溫固溶處理后冷卻到室溫時保持奧氏體組織,適于加工成型,然后進行中間處理和冷處理(-73℃)能轉變為馬氏體組織,再經時效處理析出彌散分布的碳化物和基他金屬間化合物,從而達到較高強度和硬化的目的。一般習慣上稱為沉淀硬化。

AM-350是典型的沉淀硬化型不銹鋼,其化學成分見表6-38,機械性能和持久強度見表6-396-40

6-38 AM-350的化學成分           %

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的機械性能

σ0.2/MPa

σh/MPa

δ

50.8mm/%

HRC

1027

1420

12

46

熱處理狀態:重新固溶+(-73℃)冷凍+850℃時效12h

 

AM-350在工藝性能方面表現出良好,它在固溶后既有奧氏體鋼的優點(易于冷加工成形),隨后經過強化處理又具有馬氏體鋼的特色(強度硬度高),并且熱處理溫度不高,沒有變形的氧化的缺點,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

 

我國的沉淀硬化不銹鋼有0Cr17Ni7Al0Cr15Ni7Mo2Al0Cr17Ni4Cu4Nb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是常用的一個牌號,它耐高溫,耐腐蝕而且彈性好,是機械密封中金屬波紋管常用的材料,其正常化學成分和機械性能見表6-416-42

6-41   Inconel 718板材的機械性能

 

21

538

649

732

760

持久強度/

kgf/mm2

100h

1000h

71.7

60.5

30

7

拉伸強度/kgf/mm2

屈服強度(0.2%/kgf/mm2

伸長率%

130

107.6

22

116.7

96.3

26

105.5

88.6

15

69

64

8

注:拉伸強度試驗材料的狀態為,9271小時,空冷+7188小時,爐冷+62018小時,空冷。

6-42   Inconel718的化學成分

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,后者是高溫高強度沉淀硬化型不銹鋼。

機械密封其他零件包括彈簧座、動環座、傳動零件及固定環等。除應滿足機械強度要求外,還要求耐腐蝕。即使在無腐蝕性的介質中,通常也不用碳素鋼,一般情況下用2Cr13、在腐蝕性介質中,需要分別選用1Cr18Ni9Ti0Cr18Ni12Mo2T00Cr17Ni14Mo2Monel等。有關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

牌號

代號

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、有機酸等抗晶間磨蝕

稀硫酸、磷酸、有機酸等

稀硫酸、磷酸、有機酸等,抗晶間磨蝕

稀硫酸等、MO2Ti不抗蝕的場合

稀硫酸等

稀硫酸等

稀硫酸等

磷酸等

 

19

20

θCr20Ni42Mo3Cu2

0Cr30Ni42Mo3Cu2

825

804

904仍不抗蝕的場合

燒堿蒸及904仍不抗蝕的場合

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


































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

 

 

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