更新时间：2025-02-07 
阅读：57二、波形弹簧
机械密封用波形弹簧，通常用薄钢带制造，其结构有单波、多波点焊式、连续缠绕式等。波形弹簧用材料有SUS302（1Cr18Ni9）、SUS304（0Cr18Ni9）、SUS316（0Cr17Ni12MoR）、SUS613J（0Cr18Ni7Al）、SUS632（0Cr15Ni7Mo2Al）等。
三、金属波纹管
金属波纹管有焊接波纹管和压力成形波纹管。在上面介绍的不锈钢弹簧材料大都可以用于金属波纹管。但在高温下使用的金属波纹管一般采用AM350。AM350属于沉淀硬化型不锈钢。所谓沉淀硬化是指在一定的条件下，由过饱和固溶体中析出另一相而导致的硬化作用。沉淀硬化型不锈钢是一种超高强度的高合金钢，通常含铬量大于12%，合金元素总含量约22%～25%，经过高温固溶处理后冷却到室温时保持奥氏体组织，适于加工成型，然后进行中间处理和冷处理（-73℃）能转变为马氏体组织，再经时效处理析出弥散分布的碳化物和基他金属间化合物，从而达到较高强度和硬化的目的。一般习惯上称为沉淀硬化。
AM-350是典型的沉淀硬化型不锈钢，其化学成分见表6-38，机械性能和持久强度见表6-39、6-40。
表6-38 AM-350的化学成分 %
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Fe |
| 0.10 | 0.40 | 1.00 | 16.5 | 4.25 | 2.75 | 余量 |
表6-39 AM-350的机械性能
| σ0.2/MPa | σh/MPa | δ 50.8mm/% | HRC |
| 1027 | 1420 | 12 | 46 |
热处理状态：重新固溶+（－73℃）冷冻+850℃时效1～2h。
AM-350在工艺性能方面表现出良好，它在固溶后既有奥氏体钢的优点（易于冷加工成形），随后经过强化处理又具有马氏体钢的特色（强度硬度高），并且热处理温度不高，没有变形的氧化的缺点，所以是一种制作焊接波纹管的良好材料。
表6-40 AM-350的持久性 MPa
| 427℃ | 482℃ | ||
| 100h | 1000h | 100h | 1000h |
| 910 | 890 | 720 | 690 |
我国的沉淀硬化不锈钢有0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al、0Cr17Ni4Cu4Nb等，是AM-350很好的代用材料。
高温有腐蚀工况下工作的波纹管可用高镍制造，例如蒙乃尔（Monel）、哈氏合金和因科镍尔（Inconel）等。其中因科镍尔718是常用的一个牌号，它耐高温，耐腐蚀而且弹性好，是机械密封中金属波纹管常用的材料，其正常化学成分和机械性能见表6-41、6-42。
表6-41 Inconel 718板材的机械性能
| 21℃ | 538℃ | 649℃ | 732℃ | 760℃ | ||
| 持久强度/ （kgf/mm2） | 100h 1000h | — | 71.7 60.5 | 30 7 | — | — |
| 拉伸强度/（kgf/mm2） 屈服强度（0.2%）/（kgf/mm2） 伸长率% | 130 107.6 22 | 116.7 96.3 26 | 105.5 88.6 15 | — — — | 69 64 8 | |
注：拉伸强度试验材料的状态为，927℃1小时，空冷+718℃8小时，炉冷+620℃18小时，空冷。
表6-42 Inconel718的化学成分
| 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 |
表6-43 GH169的化学成分
| C | Si | Mn | S | P | Cr | Mo | |||||
| ≤0.10 | ≤00.75 | ≤00.5 | ≤00.015 | ≤00.015 | 17～21 | 2.8～3.3 | |||||
| Nb | Al | Ti | B | Fe | Ni | ||||||
| 4.5～5.75 | 0.2～0.8 | 0.3～1.3 | 0.006 | 17～21 | 余量 | ||||||
Inconel718与AM-350相比，前者属于镍基高温合金，后者是高温高强度沉淀硬化型不锈钢。
机械密封其他零件包括弹簧座、动环座、传动零件及固定环等。除应满足机械强度要求外，还要求耐腐蚀。即使在无腐蚀性的介质中，通常也不用碳素钢，一般情况下用2Cr13、在腐蚀性介质中，需要分别选用1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2T、00Cr17Ni14Mo2、Monel等。有关耐蚀合金材料的选用，可参考表6-44。
表6-44 耐腐蚀含金材料选用表
| 序号 | 牌号 | 代号 | 主要用途 |
| 1 2 3 4 | STSi15 Cr28 NiCr2O2 NiCr3O3 | 高硅铸铁 高铬铸铁 镍铸铁 镍镉铁 | 全浓度硝酸硫酸及较强腐蚀液 浓硝酸、高温等 烧碱等 烧碱等 |
| 5 | PbSb10-12 | 硬铅 | 全浓度硫酸 |
| 6 7 8 9 | 1Cr13 0Cr13Ni7Si4 0Cr26Ni5MO2 0Cr26Ni5Mo2Cu3 | 1Cr13 05
CD-4MCu | 大气、石油及食品 浓硝、硫酸等 稀硫酸、磷酸、抗磨等 稀硫酸、磷酸等 |
| 10 | 1Cr18Ni9 | 304 | 稀硝酸、有机酸等 |
| 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、有机酸等抗晶间磨蚀 稀硫酸、磷酸、有机酸等 稀硫酸、磷酸、有机酸等，抗晶间磨蚀 稀硫酸等、MO2Ti不抗蚀的场合 稀硫酸等 稀硫酸等 稀硫酸等 磷酸等
|
| 19 20 | θCr20Ni42Mo3Cu2 0Cr30Ni42Mo3Cu2 | 825 804 | 904仍不抗蚀的场合 烧碱蒸及904仍不抗蚀的场合 |
| 21 22 | 00Ni65Cu28 00Ni65Mo28 | Monel 哈氏B | 氢氟酸、硅氟酸等 全浓度盐酸等 |
| 23 | TA2TA3TA4 | 铸钛ZT | 纯碱、海水等 |
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