Liga ta 'temperatura għolja tissejjaħ ukoll liga tas-saħħa tas-sħana. Skont l-istruttura tal-matriċi, il-materjali jistgħu jinqasmu fi tliet kategoriji: ibbażat fuq in-nikil ibbażat fuq il-ħadid u bbażati fuq il-kromju. Skont il-mod tal-produzzjoni, jista 'jinqasam f'superalloy deformat u superalloy fondut.
Hija materja prima indispensabbli fil-qasam aerospazjali. Huwa l-materjal ewlieni għall-parti ta 'temperatura għolja tal-magni tal-manifattura tal-ajruspazju u tal-avjazzjoni. Jintuża prinċipalment għall-manifattura tal-kamra tal-kombustjoni, xafra tat-turbina, xafra gwida, kompressur u disk tat-turbini, każ tat-turbini u partijiet oħra. Il-firxa tat-temperatura tas-servizz hija 600 ℃ - 1200 ℃. L-istress u l-kundizzjonijiet ambjentali jvarjaw mal-partijiet użati. Hemm rekwiżiti stretti għall-proprjetajiet mekkaniċi, fiżiċi u kimiċi tal-liga. Huwa l-fattur deċiżiv għall-prestazzjoni, l-affidabbiltà u l-ħajja tal-magna. Għalhekk, superalloy huwa wieħed mill-proġetti ta 'riċerka ewlenin fl-oqsma tal-ajruspazju u d-difiża nazzjonali fil-pajjiżi żviluppati.
L-applikazzjonijiet ewlenin tas-superligi huma:
1. Liga ta 'temperatura għolja għall-kamra tal-kombustjoni
Il-kamra tal-kombustjoni (magħrufa wkoll bħala tubu tal-fjammi) tal-magna tat-turbina tal-avjazzjoni hija waħda mill-komponenti ewlenin ta 'temperatura għolja. Peress li l-atomizzazzjoni tal-fjuwil, it-taħlit taż-żejt u l-gass u proċessi oħra jitwettqu fil-kamra tal-kombustjoni, it-temperatura massima fil-kamra tal-kombustjoni tista 'tilħaq 1500 ℃ - 2000 ℃, u t-temperatura tal-ħajt fil-kamra tal-kombustjoni tista' tilħaq 1100 ℃. Fl-istess ħin, iġorr ukoll stress termali u stress tal-gass. Il-biċċa l-kbira tal-magni bi proporzjon għoli ta 'spinta/piż jużaw kmamar tal-kombustjoni annulari, li għandhom tul qasir u kapaċità ta' sħana għolja. It-temperatura massima fil-kamra tal-kombustjoni tilħaq 2000 ℃, u t-temperatura tal-ħajt tilħaq 1150 ℃ wara tkessiħ tal-film tal-gass jew bil-fwar. Gradjenti kbar ta 'temperatura bejn diversi partijiet se jiġġeneraw stress termali, li se jitilgħu u jinżlu drastikament meta l-istat tax-xogħol jinbidel. Il-materjal se jkun soġġett għal xokk termali u tagħbija ta 'għeja termali, u se jkun hemm distorsjoni, xquq u ħsarat oħra. Ġeneralment, il-kamra tal-kombustjoni hija magħmula minn liga tal-folja, u r-rekwiżiti tekniċi huma miġbura fil-qosor kif ġej skont il-kundizzjonijiet tas-servizz ta 'partijiet speċifiċi: għandha ċerta reżistenza għall-ossidazzjoni u reżistenza għall-korrużjoni tal-gass taħt il-kundizzjonijiet tal-użu ta' liga u gass b'temperatura għolja; Għandu ċerta saħħa istantanja u ta 'reżistenza, prestazzjoni ta' għeja termali u koeffiċjent ta 'espansjoni baxx; Għandha biżżejjed plastikità u kapaċità ta 'weldjatura biex tiżgura l-ipproċessar, l-iffurmar u l-konnessjoni; Għandu stabbiltà organizzattiva tajba taħt iċ-ċiklu termali biex jiżgura tħaddim affidabbli fil-ħajja tas-servizz.
a. MA956 liga poruż laminat
Fl-istadju bikri, il-pellikola poruż kien magħmul minn folja ta 'liga HS-188 permezz ta' twaħħil tad-diffużjoni wara li ġie fotografat, inċiż, grooved u ippanċjat. Is-saff ta 'ġewwa jista' jsir f'kanal ta 'tkessiħ ideali skond ir-rekwiżiti tad-disinn. Din it-tkessiħ tal-istruttura teħtieġ biss 30% tal-gass li jkessaħ tat-tkessiħ tradizzjonali tal-film, li jista 'jtejjeb l-effiċjenza taċ-ċiklu termali tal-magna, inaqqas il-kapaċità attwali li ġġorr is-sħana tal-materjal tal-kamra tal-kombustjoni, inaqqas il-piż, u jżid il-piż tal-ispinta. proporzjon. Fil-preżent, għadu meħtieġ li tkisser it-teknoloġija ewlenija qabel ma tkun tista 'titqiegħed f'użu prattiku. Il-pellikola poruża magħmula minn MA956 hija ġenerazzjoni ġdida ta 'materjal tal-kompartiment tal-kombustjoni introdott mill-Istati Uniti, li jista' jintuża f'1300 ℃.
b. Applikazzjoni ta 'komposti taċ-ċeramika fil-kamra tal-kombustjoni
L-Istati Uniti bdiet tivverifika l-fattibbiltà tal-użu taċ-ċeramika għat-turbini tal-gass mill-1971. Fl-1983, xi gruppi involuti fl-iżvilupp ta 'materjali avvanzati fl-Istati Uniti fformulaw serje ta' indikaturi tal-prestazzjoni għal turbini tal-gass użati f'inġenji tal-ajru avvanzati. Dawn l-indikaturi huma: iżżid it-temperatura tad-dħul tat-turbina għal 2200 ℃; Jopera taħt l-istat tal-kombustjoni tal-kalkolu kimiku; Naqqas id-densità applikata għal dawn il-partijiet minn 8g/cm3 għal 5g/cm3; Ikkanċella t-tkessiħ tal-komponenti. Sabiex jissodisfaw dawn ir-rekwiżiti, il-materjali studjati jinkludu grafita, matriċi tal-metall, komposti tal-matriċi taċ-ċeramika u komposti intermetalliċi flimkien ma 'ċeramika ta' fażi waħda. Il-komposti tal-matriċi taċ-ċeramika (CMC) għandhom il-vantaġġi li ġejjin:
Il-koeffiċjent ta 'espansjoni tal-materjal taċ-ċeramika huwa ħafna iżgħar minn dak ta' liga bbażata fuq in-nikil, u l-kisja hija faċli biex titqaxxar. Li tagħmel komposti taċ-ċeramika b'feltru tal-metall intermedju jista 'jegħleb id-difett tat-tqattigħ, li huwa d-direzzjoni tal-iżvilupp tal-materjali tal-kamra tal-kombustjoni. Dan il-materjal jista 'jintuża b'arja li tkessaħ 10% - 20%, u t-temperatura tal-insulazzjoni tad-dahar tal-metall hija biss madwar 800 ℃, u t-temperatura li ġġorr is-sħana hija ferm aktar baxxa minn dik tat-tkessiħ diverġenti u t-tkessiħ tal-film. Cast superalloy B1900 + madum protettiv tal-kisi taċ-ċeramika jintuża fil-magna V2500, u d-direzzjoni tal-iżvilupp hija li tissostitwixxi madum B1900 (b'kisi taċ-ċeramika) b'kompost ibbażat fuq SiC jew kompost C/C anti-ossidazzjoni. Il-kompost tal-matriċi taċ-ċeramika huwa l-materjal tal-iżvilupp tal-kamra tal-kombustjoni tal-magna bi proporzjon tal-piż tal-ispinta ta '15-20, u t-temperatura tas-servizz tiegħu hija 1538 ℃ - 1650 ℃. Jintuża għal tubu tal-fjamma, ħajt f'wiċċ l-ilma u afterburner.
2. Liga ta 'temperatura għolja għal turbina
Ix-xafra tat-turbina tal-magna tal-ajru hija waħda mill-komponenti li ġġorr it-tagħbija tat-temperatura l-aktar severa u l-agħar ambjent tax-xogħol fil-magna tal-ajru. Għandu jġorr stress kbir ħafna u kumpless taħt temperatura għolja, għalhekk ir-rekwiżiti materjali tiegħu huma stretti ħafna. Is-superligi għax-xfafar tat-turbini tal-magni tal-ajru huma maqsuma fi:
a.Liga ta 'temperatura għolja għall-gwida
Id-deflector huwa wieħed mill-partijiet tal-magna tat-turbina li huma l-aktar affettwati mis-sħana. Meta l-kombustjoni irregolari sseħħ fil-kamra tal-kombustjoni, it-tagħbija tat-tisħin tal-vane ta 'gwida tal-ewwel stadju hija kbira, li hija r-raġuni ewlenija għall-ħsara tal-paletta ta' gwida. It-temperatura tas-servizz tagħha hija madwar 100 ℃ ogħla minn dik tax-xafra tat-turbina. Id-differenza hija li l-partijiet statiċi mhumiex soġġetti għal tagħbija mekkanika. Normalment, huwa faċli li tikkawża stress termali, distorsjoni, xquq ta 'għeja termali u ħruq lokali kkawżat minn bidla rapida fit-temperatura. Il-liga tal-panewijiet ta 'gwida għandu jkollha l-proprjetajiet li ġejjin: saħħa suffiċjenti fit-temperatura għolja, prestazzjoni ta' creep permanenti u prestazzjoni tajba ta 'għeja termali, reżistenza għolja għall-ossidazzjoni u prestazzjoni tal-korrużjoni termali, stress termali u reżistenza għall-vibrazzjoni, kapaċità ta' deformazzjoni tal-liwi, prestazzjoni tajba tal-iffurmar tal-proċess tal-ikkastjar u weldjabbiltà, u l-prestazzjoni tal-protezzjoni tal-kisi.
Fil-preżent, il-biċċa l-kbira tal-magni avvanzati bi proporzjon għoli ta 'spinta/piż jużaw xfafar fonduti vojta minn ġewwa, u jintgħażlu superligi b'bażi ta' nikil direzzjonali u ta 'kristall wieħed. Il-magna bi proporzjon għoli ta 'thrust-piż għandha temperatura għolja ta' 1650 ℃ - 1930 ℃ u teħtieġ li tkun protetta b'kisja ta 'insulazzjoni termali. It-temperatura tas-servizz tal-liga tax-xafra taħt kundizzjonijiet ta 'protezzjoni tat-tkessiħ u tal-kisi hija aktar minn 1100 ℃, li tressaq rekwiżiti ġodda u ogħla għall-ispiża tad-densità tat-temperatura tal-materjal tax-xafra ta' gwida fil-futur.
b. Superligi għal xfafar tat-turbini
Ix-xfafar tat-turbini huma l-partijiet ewlenin li jduru li jġorru s-sħana tal-magni tal-ajru. It-temperatura operattiva tagħhom hija 50 ℃ - 100 ℃ aktar baxxa mix-xfafar tal-gwida. Huma jġorru stress ċentrifugali kbir, stress tal-vibrazzjoni, stress termali, għorik tal-fluss tal-arja u effetti oħra meta jduru, u l-kundizzjonijiet tax-xogħol huma fqar. Il-ħajja tas-servizz tal-komponenti tat-tarf sħun tal-magna bi proporzjon għoli ta 'spinta/piż hija aktar minn 2000h. Għalhekk, il-liga tax-xafra tat-turbina għandu jkollha reżistenza għolja għat-tkaxkir u qawwa tal-qsim f'temperatura tas-servizz, proprjetajiet komprensivi tajbin ta 'temperatura għolja u medja, bħal għeja taċ-ċiklu għoli u baxx, għeja kiesħa u sħuna, plastikità suffiċjenti u toughness tal-impatt, u sensittività tal-talja; Reżistenza għolja għall-ossidazzjoni u reżistenza għall-korrużjoni; Konduttività termali tajba u koeffiċjent baxx ta 'espansjoni lineari; Prestazzjoni tajba tal-proċess tal-ikkastjar; Stabbiltà strutturali fit-tul, l-ebda preċipitazzjoni tal-fażi TCP f'temperatura tas-servizz. Il-liga applikata tgħaddi minn erba 'stadji; Applikazzjonijiet ta 'liga deformata jinkludu GH4033, GH4143, GH4118, eċċ; L-applikazzjoni tal-liga tal-ikkastjar tinkludi K403, K417, K418, K405, deheb solidifikat direzzjonali DZ4, DZ22, liga ta 'kristall wieħed DD3, DD8, PW1484, eċċ Fil-preżent, żviluppat għat-tielet ġenerazzjoni ta' ligi ta 'kristall wieħed. Il-liga tal-kristall wieħed taċ-Ċina DD3 u DD8 huma rispettivament użati fit-turbini taċ-Ċina, magni turbofan, ħelikopters u magni tal-bastiment.
3. Liga ta 'temperatura għolja għad-diska tat-turbini
Id-diska tat-turbina hija l-aktar parti li jduru enfasizzata tal-magna tat-turbina. It-temperatura tax-xogħol tal-ħanek tar-rota tal-magna bil-proporzjon tal-piż tal-ispinta ta '8 u 10 tilħaq 650 ℃ u 750 ℃, u t-temperatura taċ-ċentru tar-rota hija ta' madwar 300 ℃, b'differenza kbira fit-temperatura. Matul ir-rotazzjoni normali, issuq ix-xafra biex iddawwar b'veloċità għolja u ġġorr il-forza ċentrifugali massima, stress termali u stress tal-vibrazzjoni. Kull bidu u waqfien huwa ċiklu, ċentru tar-rota. Il-gerżuma, il-qiegħ tal-kanal u r-rimm kollha jġorru stress komposti differenti. Il-liga hija meħtieġa li jkollha l-ogħla saħħa ta 'rendiment, toughness tal-impatt u l-ebda sensittività tal-talja fit-temperatura tas-servizz; Koeffiċjent ta 'espansjoni lineari baxx; Ċerti ossidazzjoni u reżistenza għall-korrużjoni; Prestazzjoni tajba tat-tqattigħ.
4. Superliga aerospazjali
Is-superliga fil-magna rokit likwida tintuża bħala l-pannell tal-injettur tal-fjuwil tal-kamra tal-kombustjoni fil-kamra tal-ispinta; Il-minkeb tal-pompa tat-turbini, il-ħanek, il-qafla tat-tmun tal-grafita, eċċ. Liga ta 'temperatura għolja f'magna rokit likwida tintuża bħala pannell tal-injettur tal-kamra tal-fjuwil fil-kamra tal-ispinta; Minkeb tal-pompa tat-turbina, flanġ, qfil tat-tmun tal-grafita, eċċ GH4169 jintuża bħala l-materjal ta 'rotor tat-turbina, xaft, kmiem tax-xaft, qfil u partijiet importanti oħra li jġorru.
Il-materjali tar-rotor tat-turbini tal-magna rokit likwidu Amerikan prinċipalment jinkludu pajp tad-dħul, xafra tat-turbina u disk. Il-liga GH1131 tintuża l-aktar fiċ-Ċina, u x-xafra tat-turbina tiddependi fuq it-temperatura tax-xogħol. Inconel x, Alloy713c, Astroloy u Mar-M246 għandhom jintużaw suċċessivament; Il-materjali tad-diska tar-rota jinkludu Inconel 718, Waspaloy, eċċ Turbini integrali GH4169 u GH4141 jintużaw l-aktar, u GH2038A jintuża għax-xaft tal-magna.