Liga għal temperatura għolja tissejjaħ ukoll liga b'saħħa tas-sħana. Skont l-istruttura tal-matriċi, il-materjali jistgħu jinqasmu fi tliet kategoriji: ibbażati fuq il-ħadid u bbażati fuq in-nikil u bbażati fuq il-kromju. Skont il-mod tal-produzzjoni, jistgħu jinqasmu f'superliga deformata u superliga fonduta.
Hija materja prima indispensabbli fil-qasam aerospazjali. Hija l-materjal ewlieni għall-parti b'temperatura għolja tal-magni tal-manifattura tal-ajruspazju u tal-avjazzjoni. Jintuża prinċipalment għall-manifattura tal-kamra tal-kombustjoni, ix-xafra tat-turbina, ix-xafra gwida, il-kompressur u d-diska tat-turbina, il-kaxxa tat-turbina u partijiet oħra. Il-firxa tat-temperatura tas-servizz hija 600 ℃ - 1200 ℃. L-istress u l-kundizzjonijiet ambjentali jvarjaw skont il-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, is-superliga hija waħda mill-proġetti ewlenin ta' riċerka 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-fjamma) tal-magna tat-turbini tal-avjazzjoni hija waħda mill-komponenti ewlenin f'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, iġġorr ukoll stress termali u stress tal-gass. Il-biċċa l-kbira tal-magni b'proporzjon għoli ta' spinta/piż jużaw kmamar tal-kombustjoni annulari, li għandhom tul qasir u kapaċità tas-sħana għolja. It-temperatura massima fil-kamra tal-kombustjoni tilħaq 2000 ℃, u t-temperatura tal-ħajt tilħaq 1150 ℃ wara t-tkessiħ bil-film tal-gass jew bil-fwar. Gradjenti kbar tat-temperatura bejn diversi partijiet jiġġeneraw stress termali, li jiżdied u jinżel sew meta jinbidel l-istat tax-xogħol. Il-materjal ikun soġġett għal xokk termali u tagħbija ta' għeja termali, u 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 f'temperatura għolja; Għandha ċerta saħħa istantanja u ta' reżistenza, prestazzjoni tal-għeja termali u koeffiċjent ta' espansjoni baxx; Għandha biżżejjed plastiċità u kapaċità ta' wweldjar biex tiżgura l-ipproċessar, l-iffurmar u l-konnessjoni; Għandha stabbiltà organizzattiva tajba taħt ċiklu termali biex tiżgura tħaddim affidabbli fil-ħajja tas-servizz.
a. Laminat poruż tal-liga MA956
Fl-istadju bikri, il-laminat poruż kien magħmul minn folja tal-liga HS-188 permezz ta' twaħħil ta' diffużjoni wara li ġie fotografat, imnaqqax, imħaffer u mtaqqab. Is-saff ta' ġewwa jista' jsir kanal ta' tkessiħ ideali skont ir-rekwiżiti tad-disinn. Dan it-tkessiħ tal-istruttura jeħtieġ biss 30% tal-gass tat-tkessiħ 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-proporzjon tal-piż tal-ispinta. Fil-preżent, għadu meħtieġ li tinkiser it-teknoloġija ewlenija qabel ma tkun tista' tintuża fil-prattika. Il-laminat poruż magħmul minn MA956 huwa ġenerazzjoni ġdida ta' materjal tal-kamra tal-kombustjoni introdott mill-Istati Uniti, li jista' jintuża fi 1300 ℃.
b. Applikazzjoni ta' komposti taċ-ċeramika fil-kamra tal-kombustjoni
L-Istati Uniti bdew jivverifikaw il-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 għat-turbini tal-gass użati f'inġenji tal-ajru avvanzati. Dawn l-indikaturi huma: żieda fit-temperatura tad-dħul tat-turbina għal 2200 ℃; Tħaddim taħt l-istat ta' kombustjoni tal-kalkolu kimiku; Tnaqqas id-densità applikata għal dawn il-partijiet minn 8g/cm3 għal 5g/cm3; Ikkanċella t-tkessiħ tal-komponenti. Sabiex jintlaħqu dawn ir-rekwiżiti, il-materjali studjati jinkludu grafit, matriċi tal-metall, komposti ta' matriċi taċ-ċeramika u komposti intermetalliċi flimkien maċ-ċeramika b'fażi waħda. Il-komposti ta' matriċi taċ-ċeramika (CMC) għandhom il-vantaġġi li ġejjin:
Il-koeffiċjent tal-espansjoni tal-materjal taċ-ċeramika huwa ħafna iżgħar minn dak tal-liga bbażata fuq in-nikil, u l-kisi huwa faċli biex jitqaxxar. Il-manifattura ta' komposti taċ-ċeramika b'feltru tal-metall intermedju tista' tegħleb id-difett tat-tqaxxir, li hija d-direzzjoni tal-iżvilupp tal-materjali tal-kamra tal-kombustjoni. Dan il-materjal jista' jintuża b'10% - 20% arja tat-tkessiħ, u t-temperatura tal-insulazzjoni tal-metall ta' wara hija biss madwar 800 ℃, u t-temperatura li ġġorr is-sħana hija ħafna aktar baxxa minn dik tat-tkessiħ diverġenti u t-tkessiħ tal-film. Il-madum protettiv tas-superliga fondut B1900 + kisi taċ-ċeramika jintuża fil-magna V2500, u d-direzzjoni tal-iżvilupp hija li l-madum B1900 (b'kisi taċ-ċeramika) jiġi sostitwit 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 b'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 għat-turbina
Ix-xafra tat-turbina tal-magna tal-ajru hija waħda mill-komponenti li jġorru l-aktar tagħbija severa tat-temperatura u l-agħar ambjent tax-xogħol fil-magna tal-ajru. Trid tiflaħ stress kbir u kumpless ħafna taħt temperatura għolja, għalhekk ir-rekwiżiti materjali tagħha huma stretti ħafna. Is-superligi għax-xafra tat-turbini tal-magna tal-ajru huma maqsuma fi:
a. Liga ta' temperatura għolja għall-gwida
Id-deflettur huwa wieħed mill-partijiet tal-magna tat-turbina li huma l-aktar affettwati mis-sħana. Meta sseħħ kombustjoni irregolari fil-kamra tal-kombustjoni, it-tagħbija tat-tisħin tal-paletta gwida tal-ewwel stadju tkun kbira, li hija r-raġuni ewlenija għall-ħsara tal-paletta 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 tal-għeja termali u ħruq lokali kkawżati minn bidla mgħaġġla fit-temperatura. Il-liga tal-paletta gwida għandu jkollha l-proprjetajiet li ġejjin: saħħa suffiċjenti f'temperatura għolja, prestazzjoni permanenti ta' creep u prestazzjoni tajba tal-għeja termali, reżistenza għolja għall-ossidazzjoni u prestazzjoni tal-korrużjoni termali, reżistenza għall-istress termali u l-vibrazzjoni, kapaċità ta' deformazzjoni tal-liwi, prestazzjoni tajba tal-iffurmar tal-proċess tal-ikkastjar u weldjabbiltà, u prestazzjoni tal-protezzjoni tal-kisi.
Fil-preżent, il-biċċa l-kbira tal-magni avvanzati b'proporzjon għoli ta' spinta/piż jużaw xfafar fonduti vojta minn ġewwa, u jintgħażlu superligi bbażati fuq in-nikil direzzjonali u kristall wieħed. Il-magna b'proporzjon għoli ta' spinta-piż għandha temperatura għolja ta' 1650 ℃ - 1930 ℃ u teħtieġ li tkun protetta b'kisi ta' insulazzjoni termali. It-temperatura tas-servizz tal-liga tax-xafra taħt kundizzjonijiet ta' tkessiħ u protezzjoni tal-kisi hija aktar minn 1100 ℃, li tressaq rekwiżiti ġodda u ogħla għall-ispiża tad-densità tat-temperatura tal-materjal tax-xafra gwida fil-futur.
b. Superligi għal xfafar tat-turbini
Ix-xfafar tat-turbini huma l-partijiet ewlenin li jġorru s-sħana tal-magni tal-ajru. It-temperatura operattiva tagħhom hija 50 ℃ - 100 ℃ inqas mix-xfafar 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 b'proporzjon għoli ta' spinta/piż hija aktar minn 2000 siegħa. Għalhekk, il-liga tax-xfafar tat-turbini għandu jkollha reżistenza għolja għall-creep u saħħa għall-qsim f'temperatura tas-servizz, proprjetajiet komprensivi tajbin f'temperatura għolja u medja, bħal għeja taċ-ċiklu għoli u baxx, għeja kiesħa u sħuna, plastiċità u toughness għall-impatt suffiċjenti, u sensittività għall-inċiżjoni; 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 direzzjonalment DZ4, DZ22, liga ta' kristall wieħed DD3, DD8, PW1484, eċċ. Fil-preżent, żviluppat għat-tielet ġenerazzjoni ta' ligi ta' kristall wieħed. Il-liga ta' kristall wieħed DD3 u DD8 taċ-Ċina tintuża rispettivament fit-turbini, magni turbofan, ħelikopters u magni tal-vapuri taċ-Ċina.
3. Liga ta' temperatura għolja għad-diska tat-turbina
Id-diska tat-turbina hija l-parti tal-berings li ddur l-aktar taħt stress tal-magna tat-turbina. It-temperatura tat-tħaddim tal-flanġ 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 madwar 300 ℃, b'differenza kbira fit-temperatura. Waqt rotazzjoni normali, issuq ix-xafra biex iddur 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 kompost differenti. Il-liga hija meħtieġa li jkollha l-ogħla saħħa ta' rendiment, toughness għall-impatt u l-ebda sensittività għall-inċiżjoni fit-temperatura tas-servizz; Koeffiċjent ta' espansjoni lineari baxx; Ċerta reżistenza għall-ossidazzjoni u l-korrużjoni; Prestazzjoni tajba tat-tqattigħ.
4. Superliga aerospazjali
Is-superliga fil-magna rokit likwidu tintuża bħala l-pannell tal-injettur tal-fjuwil tal-kamra tal-kombustjoni fil-kamra tal-ispinta; Minkeb tal-pompa tat-turbina, flanġ, qafla tat-tmun tal-grafita, eċċ. Liga għal temperatura għolja fil-magna rokit likwidu tintuża bħala pannell tal-injettur tal-kamra tal-fjuwil fil-kamra tal-ispinta; Minkeb tal-pompa tat-turbina, flanġ, qafla tat-tmun tal-grafita, eċċ. GH4169 tintuża bħala l-materjal tar-rotor tat-turbina, ix-xaft, il-kmiem tax-xaft, il-qafla u partijiet importanti oħra tal-berings.
Il-materjali tar-rotor tat-turbina tal-magna rokit likwidu Amerikana jinkludu prinċipalment pajp tad-dħul, xafra tat-turbina u diska. Il-liga GH1131 tintuża l-aktar fiċ-Ċina, u x-xafra tat-turbina tiddependi mit-temperatura tat-tħaddim. Inconel x, Alloy713c, Astroloy u Mar-M246 għandhom jintużaw suċċessivament; Il-materjali tad-diska tar-rota jinkludu Inconel 718, Waspaloy, eċċ. It-turbini integrali GH4169 u GH4141 jintużaw l-aktar, u GH2038A jintuża għax-xaft tal-magna.