Inconel 718特性及應用領域概述：

該合金在-253～700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能，650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位，并具有良好的、輻射、氧化、耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。能夠制造各種形狀復雜的零部件，在宇航、核能、石油工業(yè)及擠壓模具中，在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。

Inconel 718相近牌號：

中國

GB/T 14992-2005

GH4169(原GH169)

美國

SPECIAL metaLS

INCONEL? ALLOY 718

ASTM B637

UNS  N07718

歐洲

EN 10088-1

NiCr19Fe19Nb5

2.4668

Inconel 718 化學成份（百分比%）：

牌號

N07718

GH4169

C

≤0.08

0.02~0.08

Si

≤0.35

Mn

P

≤0.015

S

Cr

17.00~21.00

Ni

50.00~55.00

Mo

2.80~3.30

Co

≤1.00

Nb Ta

4.75~5.50

4.70~5.50

Nb:4.75~5.50

Al

0.20~0.80

0.30~0.70

Ti

0.65~1.15

0.60~1.20

B

≤0.006

0.002~0.006

Mg

—

≤0.010

Cu

≤0.30

Fe

余量

Inconel 718物理性能：

密度

g/cm3

熔點

℃

熱導率

λ/(W/m?℃)

比熱容

J/kg?℃

彈性模量

  GPa

8.24

1260

1320

14.7(100℃)

435

199.9

剪切模量

電阻率

μΩ?m

泊松比

線膨脹系數

a/10-6℃-1

77.2

1.15

0.3

11.8(20~100℃)

Inconel 718力學性能：(在20℃檢測機械性能的小值)

熱處理方式

拉強度

σb/MPa

屈服強度

σp0.2/MPa

延伸率

σ5 /%

布氏硬度

HBS

固溶處理

965

550

30

≥363

Inconel 718生產執(zhí)行標準：

標準

棒材

鍛件

板(帶)材

絲材

管材

ASTM

ASTM B670

ASTM B906

AMS

AMS 5662

AMS 5663

AMS 5664

AMS 5596

AMS 5597

5832

AMS 5589

AMS 5590

ASME

ASME SB637

Inconel 718 金相組織結構：

該合金標準熱處理狀態(tài)的組織由γ基體γ'、γ"、δ、NbC相組成。

Inconel 718工藝性能與要求：

1、因Inconel718合金中鈮含量高，合金中的鈮偏析程度與治金工藝直接有關。

2、為避免鋼錠中的元素偏析過重，采用的鋼錠直徑不大于508mm。

3、經均勻化處理的合金具有良好的熱加工性能，鋼錠的開坯加熱溫度不得超過1120℃。

4、該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關。

5、合金具有滿意的焊接性能，可用弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方法進行焊接。

6、合金不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由于γ"相的擴散速率較低，所以通過長時間的時效處理能使Inconel718合金獲得佳的機械性能。

齒輪加工中強力噴丸

強力噴丸是提高齒輪齒部彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度的重要方法，是改善齒輪抗咬合能力、提高齒輪壽命的重要途徑。本文主要介紹齒輪加工中的強力噴丸工藝。

1、工作原理  

強力噴丸工藝主要是利用高速噴射的細小鋼丸在室溫下撞擊受噴工件表面，使工件表層材料產生彈塑性變形并呈現較高的殘余壓應力，從而提高工件表面強度及疲勞強度。噴丸一方面使零件表面發(fā)生彈性變形，同時也產生了大量孿晶和位錯，使材料表面發(fā)生加工強化。如圖1所示：

.    圖1-a   經噴丸處理的零件表面    圖1-b 未經噴丸處理的零件表面

噴丸對表面形貌和性能的影響主要表現在改變零件的表面硬度、表面粗糙度、抗應力腐蝕能力和零件的疲勞壽命。零件的材料表層在鋼丸束的沖擊下發(fā)生循環(huán)塑性變形。根據材料的性質和狀態(tài)的不同，噴丸后材料的表層將發(fā)生以下變化：硬度變化、組織結構的變化、相轉變、表層殘余應力場的形成、表面粗糙度的變化等。

2、    噴丸強度的測量方法

當一塊金屬片接受鋼丸流的噴擊時會產生彎曲。飽和狀態(tài)和噴丸強度是噴丸加工工藝中的兩個重要概念。飽和狀態(tài)是指在同一條件下繼續(xù)噴擊而不再改變受噴區(qū)域機械特性時的狀態(tài)。所謂噴丸強度，就是通過打擊預制成一定規(guī)格的金屬片（即試片），在規(guī)定的時間使之達到飽和狀態(tài)的強弱程度，并用試片彎曲的弧高值來度量其噴擊的強弱程度。

目前，應用廣的美國機動車工程學會噴丸標準中采用阿爾曼提出的噴丸強化檢驗法——弧高度法，該方法由美國GM公司的J. O. Almen（阿爾門）提出，并由SAEJ442a和SAE443標準規(guī)定的測量方法，其要點是用一定規(guī)格的彈簧鋼試片通過檢測噴丸強化后的形狀變化來反映噴丸效果。對薄板試片進行單面噴丸時，由于表面層在彈丸作用下產生參與拉伸形變，所以薄板向噴丸面呈球面彎曲。通常在一定跨度距離上測量球面的弧高度值，用其來度量噴丸的強度。測定弧高度值是通過將阿爾門試片固定在專用夾具上，經噴丸后，再取下試片，然后用阿爾門量規(guī)測量試片經單面噴丸作用下產生的參與拉伸形變量（即弧高度值）。如用試片測得的弧高值為0.35mm時，記作0.35A。

噴丸強度的另一種檢驗方法為殘余應力檢測，即對經強力噴丸后的工件進行殘余應力的檢測，具體的檢驗方法為X射線衍射法。在美國SAE J784a標準中推薦如下方法：X射線的入射和衍射束必須平行于齒輪的齒根，圓柱直齒輪和圓柱螺旋齒輪上的測量位置應當在齒根的寬度中央，照射區(qū)域必須集中在齒根圓角的中心，不能橫向延伸超出規(guī)定的齒根圓角表面深度的測量點，照射區(qū)域大小的控制可以通過對直光束和適當遮蓋齒根表面實現；在每個選定受檢的齒輪上，少要任選兩個齒進行評估，兩齒間隔180。如果齒的有效齒廓受到保護沒有研磨，則可以認為齒根研磨的用于表面下殘余應力測量的齒輪未受損壞并且可以用于生產。

3、    噴丸對提高零件疲勞抗力的作用

a．借助表面冷變形實現材料表面強化的本質在于冷變形造成材料表層組織結構的變化、引入殘余壓應力以及表面形貌的變化。

b． 噴丸使材料表面性能改善

c． 強化噴丸過程中，當微小球形鋼丸高速撞擊受噴工件表面時，使工件表層材料產生彈、塑性變形，撞擊處因塑性形變而產生一壓坑，撞擊導致壓坑附近的表面材料發(fā)生徑向延伸。當越來越多的鋼丸撞擊到受噴工件表面時，工件表面越來越多的部分因吸收高速運動鋼丸的動能而產生塑性流變，使表面材料因塑性變化而產生的徑向延伸區(qū)域越來越大，發(fā)生塑性形變的表面逐步連接成片，則使工件表面逐步形成一層均勻的塑性變形層。塑性變形層形成后，繼續(xù)噴丸會使塑變層因繼續(xù)延伸而厚度逐步變薄，同時塑變層的徑向延伸會因受到鄰近區(qū)域的限制而導致重疊部分發(fā)生破壞，終塑變層因持續(xù)的噴丸而剝落。所以必須對噴丸的時間加以嚴格的控制。

4、噴丸對滲碳齒輪表層殘余應力的影響

關于噴丸使工件表面形成殘余應力的原因，根據Al-Obaid等人的觀點：當高速鋼丸撞擊到試樣表面,撞擊處產生塑性變形而殘余一壓坑,當越來越多的鋼丸撞擊到試樣表面時,則會在試樣表層產生一層均勻的塑變層,由于塑性變形層的體積膨脹會受到來自未塑性變形近鄰區(qū)域的限制,因此整個塑變層受到一壓應力。

由于殘余壓應力及其分布對齒輪疲勞壽命有較大的影響,而噴丸強化工藝的優(yōu)劣將直接影響殘余應力大小及其分布。因此準確測定受噴零件的表層殘余應力對于評價噴丸工藝的優(yōu)劣是一個行之有效的手段。

5、噴丸對零件表面粗糙度的影響

強化噴丸會引起零件受噴表面的塑性變形，使零件的表面粗糙度發(fā)生變化。表面粗糙度是一種微觀幾何形狀誤差，又稱為微觀不平度。表面粗糙度和表面波度、形狀誤差一樣，都屬于零件的幾何形狀誤差，表面粗糙度對于機器零件的使用性能有著重要的影響。噴丸對材料表面粗糙度的影響通常在Ra0.6～20mm范圍內。在不改變工藝參數的條件下，材料原始表面粗糙度愈高，噴丸后的Ra值愈大。生產實踐證明，一般情況下，噴前表面粗糙度在6.3mm以下，噴丸可以提高或維持原表面粗糙度，如果原表面粗糙度在6.3mm以上，則噴丸后表面粗糙度有所降低。

在生產實踐中，要想獲得較理想的噴丸表面，應從以下幾個方面著手：

提供較好的原始表面，Ra值應在6.3mm以下；

選擇合理的鋼丸直徑和噴丸壓力；

在大直徑鋼丸噴丸強化后，采用較小鋼丸低壓力(不能改變噴丸強度值)覆蓋一次，可達到較好的表面粗糙度。

噴丸后的零件表面應輕微打磨，打磨時要控制表面金屬去除量。這樣，既不損害噴丸的強化效果，又可改善表面粗糙度。當然，這是一個多因素問題,不論采用什么方法，必須同時考慮其他因素的影響。

6 、工藝參數對噴丸效果的影響

對噴丸質量有影響的主要有以下幾個方面：

鋼丸材料、鋼丸直徑、鋼丸速度、鋼丸流量、噴射角度、噴射距離、噴射時間、覆蓋率等。其中任何一個參數的變化都會不同程度地影響噴丸強化的效果。

a、鋼丸的材料、硬度、尺寸及粒度對噴丸效果的影響

鑄鐵丸和鑄鋼丸通常用于硬齒面齒輪的噴丸。鑄鐵丸的缺點是韌性較低，在噴丸過程中易于破碎、耗損量大，對破碎的鋼丸要及時分離，否則會影響受噴表面質量。但鑄鐵丸的優(yōu)點是價格便宜、硬度高，可以使受噴表面產生較高的殘余壓應力。鑄鋼丸與鑄鐵丸相比，其優(yōu)點是不易破碎，對受噴表面幾何形貌有利。但鑄鋼丸硬度較鑄鐵丸低，在其他條件相同時，受噴表面的殘余壓應力低于鑄鐵丸。

加工（High Performance Machining，HPM）是在確保零件精度和質量的前提下，通過對加工進程的優(yōu)化和進步單位時間資料切除量來進步加工效率和設備使用率、下降生產成本的一種高功用加工技能。在某些程度上，可以以為加工涵蓋了高速加工。

在加工體系中，刀具是完結切削加工的東西，直觸摸摸工件并從工件上切去一部分資料，使工件得到契合技能要求的形狀、尺度精度和外表質量。在整個加工進程中，刀具直接與工件觸摸，會呈現嚴重的刀具磨損現象，因而刀具也是加工進程中的一大消耗品。刀具技能的內在包含刀具資料技能、刀具結構規(guī)劃和成形技能、刀具外表涂層技能等，也包含了上述單項技能歸納交叉構成的高速刀具技能、刀具可靠性技能、綠色刀具技能、智能刀具技能等。刀具作為機械制作工藝配備中重要的一類根底部件，其技能開展又構成智能制作、精細與微納制作、仿生制作等根底機械制作技能，以及液密氣密、齒輪、軸承、模具等根底部件技能的支撐技能。

刀具在切削進程中承受深重的負荷，包含高的機械應力、熱應力、沖擊和振蕩等，如此惡劣的工作條件對刀具功用提出了高要求。在現代切削加工中，率的尋求以及大量難加工資料的呈現，對刀具功用提出了進一步的應戰(zhàn)。因而，挑選刀具資料、規(guī)劃刀具結構、開展刀具涂層和高功用刀具技能成為進步切削加工水平的要害環(huán)節(jié)。

加工刀具

刀具資料

刀具資料對刀具壽數、加工效率和加工質量等有著重要影響。目前，刀具資料首要有高速鋼、硬質合金、陶瓷和超硬資料等。

高速鋼（HSS）是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的東西鋼，其熱處理工藝較為雜亂，有必要通過淬火、回火等一系列進程。高速鋼合金元素含量較多，總量可達10%~25%。

按所含合金元素不同可分為：鎢系高速鋼、鎢鉬系高速鋼、高鉬系高速鋼、釩高速鋼和鈷高速鋼。含鈷高速鋼一般是在通用高速鋼的根底上參加5%~8% 鈷，可顯著進步鋼的硬度、耐熱性和耐性。粉末冶金高速鋼安排均勻，晶粒細微，消除了熔鑄高速鋼難以避免的偏析，因而比相同成分的熔鑄高速鋼具有更高的耐性和耐磨性，一起還具有熱處理變形小、鍛軋功用和磨削功用良好等優(yōu)點。高速鋼資料首要用于制備各種成形拉刀（整體式、組合式）、高速滾刀、剃（插）齒刀、輪槽刀等，大量應用在轎車、航空發(fā)動機、發(fā)電設備等制作職業(yè)，加工高強度、高硬度鑄鐵（鋼）合金。

陶瓷資料首要是離子鍵和共價鍵結合，其結合力是比較強的正負離子間的靜電引力或共用電子對，所以熔點高、硬度高，具有優(yōu)異的絕緣性和化學安穩(wěn)性。

按化學成分，淘瓷刀具資料可分為氧化物基陶瓷、碳化物基陶瓷、碳氮化物基陶瓷和硼化物基陶瓷。因為具有高的硬度、強度與耐磨性，淘瓷刀具可用來加工淬火鋼、高強度鋼、不銹鋼以及各種合金鋼和碳鋼，還可以加工各種高硬度的合金鑄鐵?？墒翘源傻毒呔哂幸粋€共性，就是易崩刃，故而應用規(guī)模比較局限。

聚晶金剛石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN）、立方氮化硼（CBN）、單晶金剛石等超硬資料具有極高的硬度和耐磨性、低摩擦系數、高彈性模量、高熱導、低熱膨脹系數，以及與非鐵金屬親和力小等優(yōu)點，已敏捷應用于高硬度、高強度、難加工有色金屬（合金）及有色金屬- 非金屬復合資料零部件的高速、、干（濕）式機械切削加工職業(yè)中。

天然金剛石作為超精細加工刀具不行代替的資料，應用于各種精細儀器透鏡、反射鏡、計算機磁盤等工件的精細（超精、納米級）車削加工。

PCD 刀具與天然金剛石刀具功用挨近，具有優(yōu)異的耐磨性，可用來加工有色金屬和非金屬資料，還可用來精加工難加工資料，如硬質合金和歸呂合金。

立方氮化硼（CBN）是硬度僅次于金剛石的超硬資料。它不但具有金剛石的許多尤秀特性，而且有更高的熱安穩(wěn)性和對鐵族金屬及其合金的化學惰性，可用于加工金剛石刀具不能加工的黑色金屬及其合金資料。

刀具結構規(guī)劃

刀具結構包含刀具自身及各功用部件外部形狀、裝夾辦法、切削刃區(qū)幾許角度和截形。

刀具許規(guī)劃首要針對刀刃強度，刀具的容屑、斷屑，刀具可靠性、安全性等基本刀具幾許功用，也是刀具規(guī)劃的首要打破方向。

未來開展中，在結構上呈現了針對難加工資料的變螺旋角規(guī)劃、變齒距規(guī)劃以及可下降切削振蕩的消振棱規(guī)劃技能，而刃口鈍化處理技能和負倒棱規(guī)劃技能可顯著進步刀刃強度，且隨著微納制作研討領域的打破逐步構成產業(yè)化技能。

刀具物理規(guī)劃方面目前以刀具資料功用的改進為主，并逐步開端朝著針對特定加工條件、工件資料進行定制化規(guī)劃刀具物理功用的方向開展。

現代刀具技能的開展，應一起滿足刀具功用和綠色、低耗的要求，刀具幾許規(guī)劃和物理規(guī)劃都趨于精細化、專用化、智能化、柔性化。在確保刀具功用的前提下，有利于完成刀具收回再使用的規(guī)劃與成形技能將受到重視。

刀具涂層

刀具外表涂層以增效和延壽為意圖，是將耐高溫、耐磨損的資料涂覆在刀具基體資料外表。涂層作為一個化學屏障和熱屏障，減少了刀具與工件間的擴散和化學反應，然后減少了刀具的月牙槽磨損。涂層刀具具有外表硬度高、耐磨性好、化學功用安穩(wěn)、耐熱耐氧化、摩擦因數小和熱導率低等特性。

目前，常用的刀具涂層辦法有化學氣相堆積法（CVD）、物理氣相堆積法（PVD）、等離子體化學氣相堆積法（PCVD）、熱噴涂法和離子束輔佐堆積法（IBAD），其間以PVD 和CVD 應用為廣泛。

刀具的涂層技能目前現已成為進步刀具功用的要害技能。在涂層工藝方面，CVD 仍然是可轉位刀片的首要涂層工藝，開發(fā)了中溫CVD、厚膜Al2O3 等新工藝，在基體資料改進的根底上，使CVD 涂層刀具的耐磨性和耐性都得到進步。CVD涂層技能的未來開展方向是高功用CVD 刀具涂層工藝技能及配備制作技能，包含制備厚膜α-Al2O3 的要害工藝技能、微粒潤滑的Al2O3 膜的制備技能；防腐真空獲得體系及氣體輸入體系的研討開發(fā)；潔凈反應源的研討及廢棄（氣）物后處理技能。PVD 同樣取得了重大進展，開發(fā)了適應高速切削、干切削、硬切削的耐熱性更好的涂層，如納米、多層結構等，從早的TiN 涂層到TiCN、TiAlN、A l2O3、C r N、Z r N、C r A l N、T i S i N、TiAlSiN、AlCrSiN 等硬涂層及超硬涂層資料。PVD 涂層技能的未來開展方向是類金剛石涂層、CBN 涂層、大面積等離子涂層技能。等離子體化學氣相堆積法（PCVD）是將高頻微波導入含碳化物氣體發(fā)生高頻高能等離子，或許通過電極放電發(fā)生高能電子使氣體電離成為等離子體，由氣體中的活性碳原子或含碳基團在合金的外表堆積的一種涂層制備辦法。等離子體對化學反應有促進作用，使等離子體化學氣相堆積法可以把堆積溫度降至600℃以下。在該溫度下，刀具基體與涂層資料之間不會發(fā)生擴散、交換反應或相變，刀具基體可以堅持原有的強耐性。

刀具涂層技能向物理涂層附加大功率等離子體方向開展；功用薄膜向著多元、多層膜的方向開展；并研討集硬度、化學安穩(wěn)性、抗癢化性于一體且具有低內應力和高附著力的薄膜制備技能。圖5（a）為多層涂層，其內層的TiCN 與基體有較強的結合力和強度，中心的Al2O3 作為一種有用的熱屏障可答應有更高的切削速度，外層的TiCN 確?？骨暗睹婧秃蟮睹婺p能力，外一薄層金黃色的TiN 使得簡單區(qū)分刀片的磨損狀態(tài)；圖5（b）中納米涂層與傳統(tǒng)涂層相比，具有超硬度、超模量和高紅硬性效應，而且顯微硬度可超過40GPa ；圖5（c）納米復合結構涂層（nc-Ti1-xAlxN）/（α-Si3N4）在強等離子體作用下，納米TiAlN 晶體被鑲嵌在非晶態(tài)的Si3N4 體內，當TiAlN晶體尺度小于10nm 時，位錯增殖源難于啟動，而非晶態(tài)相又可阻止晶體位錯的搬遷，即便在較高的應力下，位錯也不能穿越非晶態(tài)晶界。這種結構薄膜的硬度可以到達50GPa 以上，并可堅持相當優(yōu)異的耐性，且當溫度到達900~1100℃時，其顯微硬度仍可堅持在30GPa 以上。

C

機夾式螺紋車刀切削用量的選用

1. 進給量 進給量的巨細和走刀次數，對螺紋的加工質量和切削功率有決定性影響。

   在螺紋加工過程中，為了取得蕞佳刀具壽數，工件直徑不得超越螺紋外徑的0.14mm，進給量應防止小于0.05mm/r。加工辦法一般采用進給量遞減的辦法，終一刀走刀可所以不進刀的空走刀，以消除切削過程中的彈性變形影響。實踐進給量的巨細和走刀次數應通過實驗或根據實踐情況而定，也可參照不同刀具廠商供給的切削參數進行選用。

2．進給辦法選擇 螺紋車削共有三種進刀辦法：徑向、側向和替換式。在實踐運用中，工件資料、刀片槽形和螺距決定了進刀辦法的選擇。        

   （1）徑向進刀：常運用的進刀辦法，切屑成形柔和、刀片磨損均勻，適用于小螺距螺紋。加工大螺距螺紋時，切屑操控不良，振動較大。是加工硬化資料（如不銹鋼等）的手選。

   （2）側向進刀：該進刀辦法可將切屑引向一個方向，能夠較好地操控切屑。適用于切削大螺距螺紋和易發(fā)作排屑問題的內螺紋的加工。為了防止因后邊緣摩擦而導致表面質量差或后刀面過度磨損，進刀角應比螺紋角小1°～5°。側向進刀的軸向進刀量可簡略地按0.5×徑向進刀量計算。

   （3）替換式進刀：首要用于切削大牙形。這種辦法刀具磨損均勻，刀具壽數長。