Kas ir sakausējumi ar augstu temperatūru?

Augstas temperatūras sakausējums ir jebkurš sakausējuma materiāls, kas ilgāku laiku var stabili darboties vidē ar augstu temperatūru un stresu. Tas ir arī pazīstams kā Superalloy, un tam ir liels leģēšanas spēks. To plaši izmanto smagos temperatūrā, ieskaitot kodolieroču, naftas ķīmijas, gāzes turbīnu, kosmisko un automobiļu rūpniecību.

Mūsdienu gāzes turbīnu un aviācijas motoru attīstību ievērojami veicina augstas temperatūras sakausējumu parādīšanās, kas ļauj tām darboties augstākā temperatūrā, palielināt sadegšanas efektivitāti un izmantot mazāk enerģijas.

Tipiskas īpašības:

- augstāka augstas temperatūras izturība

- laba oksidācija un izturība pret koroziju

- Laba noguruma veiktspēja

- Laba izturība pret lūzumu

Metalogrāfiskā struktūra ir niecīgs graudu tīkls un malas starp tām augstas temperatūras sakausējumos. Tam ir liela ietekme uz sakausējuma mehāniskajām īpašībām, piemēram, to, cik labi tas izturas augstu temperatūru un rāpo. Dažādiem augstas temperatūras sakausējumu veidiem (uz niķeļa bāzes, uz dzelzi balstīti, kobalta bāzes) ir dažādas mikrostruktūras to atšķirīgo kompozīciju dēļ.

 fāze:Uz seju vērsta kubiskā (FCC) struktūra kā galvenā sakausējuma slodzes fāze, kas ir atbildīga par kopējo izturību

 'fāze:Pasūtīta uz seju vērsta kubiskā struktūra, fāzes stiprināšana, augstas temperatūras stiprības uzlabošana

 "Fāze:Nesakti uz seju vērstu kubisko struktūru kā stiprinošu fāzi dažos sakausējumos, kas balstīti uz niķeļiem, piemēram, Inconel 718

 Karbīds:Augstas temperatūras stabila fāze, kas var kavēt graudu robežas slīdēšanu un dreifēšanu, uzlabot šļūdes veiktspēju un uzlabot graudu robežas stabilitāti

1. Niķeļa bāzes augsta temperatūras sakausējumi

Visā augstas temperatūras sakausējumu laukā uz niķeļa bāzes sakausējumiem ir īpaši nozīmīga pozīcija. Tas ir visbiežāk izmantots no trim augstas temperatūras sakausējumiem, ko izmanto strūklu dzinēju ražošanā lidmašīnām un vairāku rūpniecisko gāzes turbīnu karstākajām sastāvdaļām.

Tā galvenā sastāvdaļa ir niķelis (NI), kas parasti veido vairāk nekā 50% no tā. Lai uzlabotu izturību pret augsto temperatūru, oksidāciju, koroziju un šļūdi, tajā ir arī kobalts (CO), hroms (Cr), molibdēns (MO), alumīnijs (Al), titāns (Ti), volfrācija (W), rēnijs (atkārtoti) un citi elementi.

Galvenā izrāde

- Maksimālā darba temperatūra: līdz 1100 grādiem

-Lieliska augstas temperatūras izturība un šļūdes izturība, kas piemērota ilgstošam augstas temperatūras pakalpojumam

- Laba izturība pret oksidāciju un sulfīdu izturība pret koroziju

- Dažus sakausējumus uz niķeļa var metināt un ir viegli apstrādāt

Parastās pakāpes

- Inconel 718 (UNS N07718): izturība pret augstu temperatūru un šļūdes izturība

- Hastelloy X (UNS N06002): izturība pret koroziju, piemērota sadedzināšanas kamerām

- Waspaloy (UNS N07001): lieliska augstas temperatūras izturība

- Rene 41 (UNS N07041): augsts stiprums, bet grūti apstrādājams

- Nimonic 80a (UNS N07080): gāzes turbīnu asmeņi

Tipiskas lietojumprogrammas

- Gaisa kuģa motora turbīnu asmeņi, sadegšanas kameras, sprauslas

- Gāzes turbīnu karstā gala komponenti, piemēram, sadegšanas kameras un vada lāpstiņas

- Kodolrūpniecības reaktora komponenti

- Petroķīmiskā augstas temperatūras korozijas vide

2. Dzelzs bāzes uz augstas temperatūras sakausējumu

Siltumizturīgs sakausējuma tērauds ir vēl viens nosaukums uz dzelzs bāzes augsta temperatūras sakausējuma, kas galvenokārt sastāv no dzelzs (Fe) (parasti lielāks par 50%) ar nelielu daudzumu leģējošu elementu, piemēram, Ni un Cr. Atkarībā no tā normalizēšanas kritērijiem, karstumizturīgā sakausējuma tērauds var klasificēt kā martensītu, austenītu, pērļu, ferītu utt.

Galvenā izrāde

- Temperatūras izmantošana: 750 ~ 900 grādu

- laba izturība pret oksidāciju, piemērota videi ar augstu temperatūru

- Low creep resistance and endurance strength, not suitable for extremely high temperature environments (>900 grāds)

Parastās pakāpes

Hastelloy D -205: izturīga pret koroziju izturīga augstas temperatūras lietojumprogramma

Tipisks pielietojums

- gāzes turbīnu komponenti (komponenti ar zemāku darba temperatūru)

- Aviācijas un mazākās sastāvdaļas

- Izplūdes sistēma un augstas temperatūras vārsti automobiļu rūpniecībā

3. Kobalta bāzes superaloys

Kobalts ir kobalta bāzes superaloys pamats, kuriem tajos ir aptuveni 60% kobalta. Lai palielinātu superaloys karstuma izturību, vienlaikus jāpievieno komponenti, piemēram, CR un NI.

Galvenās īpašības

- Lieliska pretestība oksidācijai un termiskā korozijas izturība, kas piemērota ekstrēmai videi

- Labs augstas temperatūras stiprums, līdz 1000 grādiem

- lieliska nodiluma pretestība; Daži tiek izmantoti nodiluma izturīgiem pārklājumiem

Parastās pakāpes

- Haynes 188 (UNS R30188): spēcīga pretestība oksidācijā

-MAR-M 509: Piemērots augstas temperatūras gāzes turbīnu asmeņiem

Tipiskas lietojumprogrammas

- Gāzes turbīnu karstā gala komponenti, piemēram, sadegšanas kameras

- Gaisa kuģu motora turbīnu asmeņi

- Kodolrūpniecības augstas temperatūras aprīkojums

- Nodiluma izturīgas sastāvdaļas, piemēram, vārsti un gultņi

 Superaloy, kas balstīts uz niķeli: visizplatītākais, labākais sniegums

 Dzelzs bāzes superaloy: zemas izmaksas, nedaudz slikta karstuma izturība

 Kobalta bāzes superakmens: izcilas antioksidācijas un pretkorozijas iespējas

1. Cietais šķīdums nostiprināja augstas temperatūras sakausējumus

Lai izveidotu cietas šķīduma kopas un paaugstinātu cietā šķīduma elementa saturu augstas temperatūras sakausējuma matricā, sakausējuma cietie šķīduma elementi tiek izšķīdināti matricā.

 Priekšrocības:Uzlabojiet augstas temperatūras sakausējumu izturību, cietību, izturību un nodilumu

 Trūkumi:Ir viegli ražot parādības, piemēram, samazinātas nogulsnes un trauslu matricu, kas ietekmē izturību pret nogurumu un izturību augstas temperatūras sakausējumiem

 Pieteikums:Piemērots īslaicīgai augstas temperatūras ietekmes videi, piemēram, gāzes turbīnu apvalkiem.

2. Nokrišņi nostiprināja augstas temperatūras sakausējumus

Tas attiecas uz noteikta daudzuma nokrišņu elementu pievienošanu augstas temperatūras sakausējumam, veidojot mikroskopisku fāzi ar matricas elementiem, tādējādi palielinot augstas temperatūras sakausējuma lieces un bīdes izturību.

 Priekšrocības:

- Uzlabojiet augsta temperatūras sakausējumu izturību un koroziju

- Uzlabot plastiskumu, izturību un izturību augstā temperatūrā

 Trūkumi:Viegli veidot virsmas plaisas, atslābumu un citas problēmas, samazinot augstas temperatūras sakausējumu kvalitāti un kalpošanas laiku

 Pieteikums:Piemērots ilgtermiņa augstas temperatūras apkalpošanas detaļām, piemēram, gaisa kuģu motora turbīnu asmeņiem

3. Novecošanās stiprinātie augstas temperatūras sakausējumi

Ar termiskās apstrādes palīdzību stiprināšanas fāze tiek izgulsnēta, lai uzlabotu cietību un siltuma izturību

 Priekšrocības: Pielāgojama cietība un veiktspēja

 Pieteikums: Piemērots ilgtermiņa dienestam augstā temperatūrā

4. Dispersijas stiprinājumi augstas temperatūras sakausējumi

Mērķis ir palielināt sakausējuma izturību un cietību, pievienojot izkliedētās cietās daļiņas. Lai palielinātu parasto metāla izturību un cietību, šīs cietās daļiņas, kas var būt oksīdi, karbīdi utt. Veidot vienmērīgi izkliedētas daļiņas parastā metālā.

 Priekšrocības: Laba izturība pret nogurumu un augstas temperatūras izturība

 Pieteikums: Suitable for extremely high-temperature environments (>1200 grāds)

1. deformēts superaloy

Tas attiecas uz augstas temperatūras sakausējumiem, kurus var apstrādāt karsts un auksts, kalšanu, ritēšanu, ekstrūziju un citus procesus.

 Funkcijas: laba plastika, augsta izturība, piemērota sarežģītām konstrukcijām

 Darba temperatūra: -253 ~ 1320 grāds

 Pieteikums: Gaisa kuģa motora turbīnu disks, apvalks

2. Lieta superaloy

Sakausējuma materiālu, kas tieši sagatavo detaļas, izmantojot liešanas metodi, sauc par liešanas augstas temperatūras sakausējumu.

Saskaņā ar matricu to var iedalīt uz dzelzs bāzes liešanas augstas temperatūras sakausējuma, niķeļa bāzes liešanas augstas temperatūras sakausējumā un kobaltu bāzes liešanas augstas temperatūras sakausējumā

Saskaņā ar kristalizācijas metodi to var iedalīt polikristāliskajā liešanas augstas temperatūras sakausējumā, virziena sacietēšanas liešanas augstas temperatūras sakausējumā, virziena eutektiskos liešanas augstas temperatūras sakausējumam un viena kristāla liešanas augstas temperatūras sakausējuma sakausējumam ar augstu temperatūru.

 Funkcijas: Piemērots augstas temperatūras un sarežģītas stresa videi, viena kristāla sakausējumam nav graudu robežas un labas šļūdes veiktspējas

 Pieteikums: Gaisa kuģa motora turbīnu asmeņi

3. Power Superalloy

Tas ir augstas temperatūras sakausējums, kas izgatavots no pulvera metalurģijas procesa.

Saskaņā ar sakausējuma stiprināšanas metodi tā ir sadalīta izkliedes stiprināšanas un nokrišņu stiprināšanas tipā.

 Funkcijas: Vienveidīga struktūra, bez segregācijas, ārkārtīgi augstas temperatūras izturība

 Pieteikums: kosmosa motora disks

4. ODS Superalloy

→ OSD: oksīda izkliede pastiprināja superaloy

Oksīdu izkliedes stiprināšana superakmens stiprināšanai attiecas uz jaunu stiprināšanas metodi, kas superalveidam pievieno noteiktu termodinamiski stabilu oksīdu, lai tos izkliedētu matricā un veidotu oksīda izkliedes fāzi, kas nešķīst matricā, tādējādi vēl vairāk nostiprinot sakausējumu. To parasti sagatavo ar mehānisku leģēšanu.

 Funkcijas: Spēcīga šļūdes pretestība virs 1200 grādiem

 Pieteikums: kosmosa motors

Aviācijas un kosmosa: gaisa kuģu dzinēji, turbīnu asmeņi, sadegšanas kameras

Gāzes turbīnas: Gāzes turbīnu augstas temperatūras sastāvdaļas elektrostacijām

Kodolrūpniecība: kodolreaktoru struktūras

Automobiļu rūpniecība: augstas veiktspējas motora detaļas

Naftas ķīmijas rūpniecība: izturīga pret koroziju aprīkojums