Mitkä ovat korkean lämpötilan seokset?

Korkean lämpötilan seos on mikä tahansa seosmateriaali, joka voi toimia tasaisesti pitkään aikaan ympäristössä, jolla on korkea lämpötilat ja stressi. Se tunnetaan myös nimellä Superallo ja siinä on suuri seostuslujuus. Sitä käytetään laajasti korkean lämpötilan vakavissa olosuhteissa, mukaan lukien ydin-, petrokemian, kaasuturbiini-, ilmailu- ja autoteollisuus.

Nykyaikaisten kaasuturbiinien ja ilmailumoottorien kehitystä on tukenut huomattavasti korkean lämpötilan seosten syntymistä, jotka antavat niiden toimia suuremmissa lämpötiloissa, lisäävät palamisen tehokkuutta ja käyttävät vähemmän energiaa.

Tyypilliset ominaisuudet:

- korkeampi korkean lämpötilan lujuus

- Hyvä hapettuminen ja korroosionkestävyys

- Hyvä väsymyssuorituskyky

- Hyvä murtolujuus

Metallografinen rakenne on pieni jyvien verkko ja niiden väliset reunat korkean lämpötilan seoksissa. Sillä on suuri vaikutus seoksen mekaanisiin ominaisuuksiin, kuten kuinka hyvin se vastustaa korkeita lämpötiloja ja hiipiä. Erityyppisillä korkean lämpötilan seoksilla (nikkelipohjaiset, rautapohjaiset, kobolttipohjaiset) on erilaisia ​​mikrorakenteita niiden erilaisten koostumusten takia.

 Vaihe:Kasvokeskeinen kuutiometrin (FCC) rakenne, seoksen pääkuormitusvaiheessa, joka on vastuussa kokonaislujuudesta

 Vaihe:Tilattu kasvokeskeinen kuutiometriä, vahvistusvaihe, parantaen korkean lämpötilan lujuutta

 "Vaihe:Häiriintynyt kasvokeskeinen kuutiorakenne, vahvistusvaihe joissakin nikkelipohjaisissa seoksissa, kuten Inconel 718

 Karbidi:Korkean lämpötilan vakaa vaihe, joka voi estää viljarajan liukumista ja ajautumista, parantaa virumisen suorituskykyä ja parantaa viljarajan vakautta

1. Nikkelipohjaiset korkean lämpötilan seokset

Koko korkean lämpötilan seosten kentällä nikkelipohjaisilla seoksilla on erityisen merkittävä asema. Se on yleisimmin käytetty kolmesta korkean lämpötilan seoksesta, joita käytetään lentokoneiden suihkumoottorien tuotannossa ja useiden teollisuuskaasuturbiinien kuumempiin komponentteihin.

Sen ensisijainen komponentti on nikkeli (NI), joka on tyypillisesti yli 50% siitä. Sen vastustuskyvyn parantamiseksi korkeille lämpötiloille, hapettumiselle, korroosiolle ja hiipille se sisältää myös koboltin (CO), kromin (CR), molybdeenin (MO), alumiinin (AL), titaanin (TI), volframin (W), Rhenium (RE) ja muiden elementtien.

Pääesitys

- Käyttölämpötila: enintään 1100 astetta

-Erinomainen korkean lämpötilan lujuus ja hiipäresistenssi, sopiva pitkäaikaiseen korkean lämpötilan palveluun

- Hyvä hapettumiskestävyys ja sulfidikorroosionkestävyys

- Jotkut nikkelipohjaiset seokset voidaan hitsata ja ne on helppo käsitellä

Yleiset arvosanat

- Inconel 718 (UNS N07718): Korkean lämpötilan vastus ja ryömintävastus

- Hastelloy X (UNS N06002): Korroosionkestävyys, sopiva palamiskammioihin

- Waspaloy (UNS N07001): Erinomainen korkean lämpötilan lujuus

- Rene 41 (UNS N07041): Korkea lujuus, mutta vaikea käsitellä

- Nimonic 80A (UNS N07080): Kaasuturbiinin terät

Tyypilliset sovellukset

- Lentokoneiden moottorin turbiinin terät, palamiskammiot, suuttimet

-

- Ydinteollisuuden reaktorikomponentit

- Petrokemiallinen korkean lämpötilan korroosioympäristö

2. rautapohjainen korkean lämpötilan seos

Lämpökestävä seosteräs on toinen nimi rautapohjaiselle korkean lämpötilan seokselle, joka koostuu pääosin raudasta (Fe) (yleensä yli 50%), ja seotuselementit, kuten Ni ja Cr, on vähäisiä määriä. Normalisoivista kriteereistä riippuen lämmönkestävä seosteräs voidaan luokitella martensiitiksi, austeniitiksi, helmikoriksi, ferriitiksi jne.

Pääesitys

- Lämpötilan käyttäminen: 750 ~ 900 astetta

- Hyvä hapettumiskestävyys, sopiva korkean lämpötilan ympäristöihin

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

Yleiset arvosanat

Hastelloy d -205: korroosiokestävä korkean lämpötilan sovellus

Tyypillinen sovellus

- Kaasuturbiinikomponentit (komponentit, joilla on alhaisempi käyttölämpötila)

- Aerospace Minor -komponentit

- Autoteollisuuden pakojärjestelmä ja korkean lämpötilan venttiilit

3. Kobolttipohjaiset superseokset

Koboltti on kobolttipohjaisten superseosten perusta, joiden koboltti on noin 60%. Superseosien lämmönkestävyyden lisäämiseksi komponentit, kuten CR ja Ni, on lisättävä samanaikaisesti.

Pääominaisuudet

- Erinomainen hapettumiskestävyys ja lämpökorroosionkestävyys, sopiva äärimmäisiin ympäristöihin

- Hyvä korkean lämpötilan lujuus, jopa 1000 astetta

- erinomainen kulutuskestävyys; Jotkut käytetään kulutuskestävään pinnoitteeseen

Yleiset arvosanat

- Haynes 188 (UNS R30188): voimakas hapettumiskestävyys

-Mar-M 509: Soveltuu korkean lämpötilan kaasuturbiinin teriin

Tyypilliset sovellukset

- Kaasuturbiinin kuuma pääkomponentit, kuten palamiskammiot

- Lentokoneiden moottorin turbiinin terät

- Ydinalan korkean lämpötilan laitteet

- kulumiskeskeiset komponentit, kuten venttiilit ja laakerit

 Nikkelipohjainen superalloos: Yleisin, paras suorituskyky

 Rautapohjainen superseos: alhaiset, hieman huono lämmönkestävyys

 Kobolttipohjainen superseos: erinomaiset hapettumisen anti-hapettumisen ja korroosion vastaiset ominaisuudet

1. Kiinteä liuos vahvisti korkean lämpötilan seoksia

Kiinteän liuoksen klusterien luomiseksi ja korkean lämpötilan seosmatriisin kiinteän liuoselementtipitoisuuden nostamiseksi seoksen kiinteät liuoselementit liuentaan matriisiin.

 Edut:Paranna korkean lämpötilan seosten voimaa, kovuutta, sitkeyttä ja kulutuskestävyyttä

 Haitat:On helppo tuottaa ilmiöitä, kuten vähentyneitä saostumia ja hauraita matriisia, mikä vaikuttaa korkean lämpötilan seosten väsymiskestävyyteen ja sitkeyteen

 Sovellus:Sopii lyhytaikaiseen korkean lämpötilan vaikutusympäristöön, kuten kaasuturbiinikoteloihin.

14. sademäärä vahvisti korkean lämpötilan seoksia

Se viittaa tietyn määrän sademääräelementtien lisäämiseen korkean lämpötilan seokseen mikroskooppisen vaiheen muodostamiseksi matriisin elementtien kanssa, mikä lisää korkean lämpötilan seoksen taivutusta ja leikkauskestävyyttä.

 Edut:

- Paranna korkean lämpötilan seosten hapettumiskestävyyttä ja korroosionkestävyyttä

- Paranna plastisuutta, sitkeyttä ja lujuutta korkeissa lämpötiloissa

 Haitat:Helppo muodostaa pintahalkeamia, löysyyttä ja muita ongelmia, pienentämällä korkean lämpötilan seosten laatua ja käyttöiää

 Sovellus:Sopii pitkäaikaisten korkean lämpötilan huoltoosiin, kuten lentokoneiden moottoriturbiinin teriin

3. ikääntymisen vahvistavat korkean lämpötilan seokset

Lämpökäsittelyn avulla vahvistusfaasi saostuu kovuuden ja lämmönkestävyyden parantamiseksi

 Edut: Säädettävä kovuus ja suorituskyky

 Soveltaminen: Sopii pitkäaikaiseen palveluun korkeissa lämpötiloissa

4. Dispersiovahvistetut korkean lämpötilan seokset

Tavoitteena on lisätä seoksen lujuutta ja kovuutta lisäämällä hajallaan olevia kovia hiukkasia. Ala-metallin lujuuden ja kovuuden lisäämiseksi nämä kovat hiukkaset-jotka voivat olla oksideja, karbideja jne. Muotoisia tasaisesti dispergoituneita hiukkasia kantametallissa.

 Edut: Hyvä väsymiskestävyys ja korkean lämpötilan lujuus

 Soveltaminen: Suitable for extremely high-temperature environments (>1200 astetta)

1. Epämuodostunut superseos

Se viittaa korkean lämpötilan seoksiin, jotka voidaan jalostaa kuumana ja kylmänä taostamalla, rullaamalla, suulakepuristuksessa ja muissa prosesseissa.

 Piirteet: Hyvä plastisuus, korkea lujuus, sopiva monimutkaisille rakenteille

 Työlämpötila: -253 ~ 1320 aste

 Soveltaminen: lentokoneiden moottorin turbiinilevy, kotelo

14. näyttelijä superalloos

Seosmateriaalia, joka valmistaa suoraan osia valumenetelmällä, kutsutaan valu korkean lämpötilan seokseksi.

Matriisin mukaan se voidaan jakaa rautapohjaiseen valuun korkean lämpötilan seoksella, nikkelipohjaisella valu korkean lämpötilan seoksella ja kobolttipohjainen valu korkean lämpötilan seos

Kiteytymismenetelmän mukaan se voidaan jakaa monikiteiseen valettuun korkean lämpötilan seokseksi, suuntainen jähmettyminen, joka on valettu korkean lämpötilan seos, suuntainen eutektinen valu korkean lämpötilan seos ja yhden kideen valettu korkean lämpötilan seos

 Piirteet: Soveltuu korkean lämpötilan ja monimutkaiseen stressiympäristöön, yhdellä kideseoksella ei ole viljarajaa ja hyvää ryömimistä suorituskykyä

 Soveltaminen: lentokoneiden moottorin turbiiniterät

3. Power Superalloos

Se on korkean lämpötilan seos, jonka on valmistettu jauhemetallurgiaprosessista.

Seosten vahvistusmenetelmän mukaan se on jaettu dispersion vahvistamistyyppiin ja sademäärän vahvistustyyppiin.

 Piirteet: tasainen rakenne, ei segregaatiota, erittäin korkea lämpötilan lujuus

 Soveltaminen: Aerospace Engine -levy

4. ODS Superalloos

→ OSD: Oksididispersio vahvisti superseoksia

Superseosten oksididispersion vahvistaminen viittaa uuteen vahvistusmenetelmään, joka lisää tietyn määrän termodynaamisesti stabiileja oksideja superseolle dispersoimaan ne matriisiin ja muodostaen oksididispersointivaiheen, joka on liukenematon matriisiin, vahvistaen siten seoksen. Se valmistetaan yleensä mekaanisella seoksella.

 Piirteet: Voimakas ryömimisvastus yli 1200 astetta

 Soveltaminen: ilmailu-

Ilmailutila: Ilma -aluksen moottorit, turbiinin terät, palamiskammiot

Kaasuturbiinit: voimalaitosten kaasuturbiinien korkean lämpötilan komponentit

Ydinteollisuus: Ydinreaktorirakenteet

Autoteollisuus: Suorituskykyiset moottorin osat

Petrokemian teollisuus: Korroosioiden kestävät laitteet