Se alyaj tanperati ki wo yo rele tou alyaj fòs chalè. Dapre estrikti matris la, materyèl yo ka divize an twa kategori: ki baze sou fè ki baze sou nikèl ak ki baze sou chromium. Dapre mòd pwodiksyon, li ka divize an superalloy defòme ak superalloy jete.
Li se yon matyè premyè endispansab nan domèn ayewospasyal. Li se materyèl kle pou pati segondè-tanperati nan motè ayewospasyal ak aviyasyon manifakti. Li se sitou itilize pou fabrikasyon chanm konbisyon, lam turbine, lam gid, COMPRESSOR ak disk turbine, ka turbine ak lòt pati. Ranje tanperati sèvis la se 600 ℃ - 1200 ℃. Estrès la ak kondisyon anviwònman yo varye ak pati yo itilize. Gen kondisyon strik pou pwopriyete yo mekanik, fizik ak chimik nan alyaj la. Li se faktè desizif pou pèfòmans, fyab ak lavi motè a. Se poutèt sa, superalloy se youn nan pwojè rechèch kle nan domèn ayewospasyal ak defans nasyonal nan peyi devlope yo.
Aplikasyon prensipal yo nan superalliaj yo se:
1. alyaj tanperati anwo nan syèl la pou chanm combustion
Chanm ki degaje konbisyon an (ke yo rele tou tib flanm dife) nan motè aviyasyon turbine se youn nan eleman kle wo-tanperati. Depi atomizasyon gaz, lwil oliv ak gaz melanje ak lòt pwosesis yo te pote nan chanm ki degaje konbisyon an, tanperati maksimòm nan chanm ki degaje konbisyon an ka rive nan 1500 ℃ - 2000 ℃, ak tanperati miray la nan chanm ki degaje konbisyon an ka rive nan 1100 ℃. An menm tan an, li tou pote estrès tèmik ak estrès gaz. Pifò motè ki gen gwo rapò pouse/pwa sèvi ak chanm konbisyon annulaire, ki gen longè kout ak gwo kapasite chalè. Tanperati maksimòm nan chanm konbisyon an rive nan 2000 ℃, ak tanperati miray la rive nan 1150 ℃ apre fim gaz oswa refwadisman vapè. Gwo gradyan tanperati ant divès pati pral jenere estrès tèmik, ki pral monte ak tonbe sevè lè eta k ap travay la chanje. Materyèl la pral sijè a chòk tèmik ak chaj fatig tèmik, epi pral gen deformation, fant ak lòt defo. Anjeneral, chanm ki degaje konbisyon an fèt an alyaj fèy, ak kondisyon teknik yo rezime jan sa a selon kondisyon sèvis yo nan pati espesifik: li gen sèten rezistans oksidasyon ak rezistans korozyon gaz anba kondisyon yo nan sèvi ak alyaj wo-tanperati ak gaz; Li gen sèten fòs enstantane ak andirans, pèfòmans fatig tèmik ak koyefisyan ekspansyon ki ba; Li gen ase plastisit ak kapasite soude pou asire pwosesis, fòme ak koneksyon; Li gen bon estabilite òganizasyon anba sik tèmik asire operasyon serye nan lavi sèvis la.
a. MA956 alyaj pore Plastifye
Nan premye etap la, Plastifye ki mouye a te fè nan fèy alyaj HS-188 pa lyezon difizyon apre yo te fin foto, grave, rainure ak kout pwen. Ou ka fè kouch enteryè a nan yon kanal refwadisman ideyal selon kondisyon konsepsyon yo. Refwadisman estrikti sa a sèlman bezwen 30% gaz refwadisman nan refwadisman fim tradisyonèl la, sa ki ka amelyore efikasite sik tèmik motè a, diminye kapasite aktyèl la pote chalè nan materyèl la chanm konbisyon, diminye pwa a, epi ogmante pwa-poussée a. rapò. Koulye a, li toujou nesesè yo kraze nan teknoloji kle a anvan li ka mete nan itilizasyon pratik. Plastifye ki mouye ki fèt ak MA956 se yon nouvo jenerasyon materyèl chanm konbisyon entwodwi pa Etazini, ki ka itilize nan 1300 ℃.
b. Aplikasyon nan konpoze seramik nan chanm ki degaje konbisyon
Etazini te kòmanse verifye posibilite pou sèvi ak seramik pou turbin gaz depi 1971. An 1983, kèk gwoup ki angaje nan devlopman materyèl avanse nan peyi Etazini te formul yon seri de endikatè pèfòmans pou turbin gaz yo itilize nan avyon avanse. Endikatè sa yo se: ogmante tanperati inlet turbine a a 2200 ℃; Opere anba eta a ki degaje konbisyon nan kalkil chimik; Diminye dansite aplike nan pati sa yo soti nan 8g / cm3 a 5g / cm3; Anile refwadisman eleman yo. Yo nan lòd yo satisfè kondisyon sa yo, materyèl yo etidye gen ladan grafit, matris metal, konpoze matris seramik ak konpoze entèmetalik anplis seramik sèl-faz. Konpoze matris seramik (CMC) gen avantaj sa yo:
Koyefisyan ekspansyon materyèl seramik la pi piti anpil pase alyaj nikèl ki baze sou, ak kouch la fasil pou dekale. Fè konpoze seramik ak metal entèmedyè te santi ka simonte defo a nan ekaye, ki se direksyon devlopman nan materyèl chanm konbisyon. Materyèl sa a ka itilize ak 10% - 20% lè refwadisman, ak tanperati a nan izolasyon metal tounen se sèlman apeprè 800 ℃, ak tanperati a pote chalè se byen lwen pi ba pase sa yo ki nan refwadisman divergent ak refwadisman fim. Jete superalloy B1900 + seramik kouch mozayik pwoteksyon yo itilize nan motè V2500, ak direksyon devlopman an se ranplase B1900 (ak kouch seramik) mozayik ak SiC ki baze sou konpoze oswa anti-oksidasyon C / C konpoze. Seramik matris konpoze se materyèl devlopman nan chanm konbisyon motè a ak yon rapò pwa pouse 15-20, ak tanperati sèvis li yo se 1538 ℃ - 1650 ℃. Li se itilize pou tib flanm dife, miray k ap flote ak afterburner.
2. alyaj tanperati anwo nan syèl la pou turbine
Aero-motè turbine lam se youn nan eleman ki pote chaj tanperati ki pi grav ak pi move anviwònman k ap travay nan aero-motè a. Li dwe pote estrès gwo ak konplèks anba tanperati ki wo, kidonk kondisyon materyèl li yo trè strik. Superalliaj yo pou lam turbine aero-motè yo divize an:
a.High alyaj tanperati pou gid
Deflektè a se youn nan pati nan motè turbine ki pi afekte pa chalè. Lè konbisyon inegal rive nan chanm ki degaje konbisyon an, chaj chofaj premye etap gid vane a se gwo, ki se rezon prensipal pou domaj nan vane gid la. Tanperati sèvis li yo apeprè 100 ℃ pi wo pase sa ki nan lam turbine a. Diferans lan se ke pati yo estatik yo pa sijè a chaj mekanik. Anjeneral, li fasil pou lakòz estrès tèmik, distòsyon, krak fatig tèmik ak boule lokal ki te koze pa chanjman tanperati rapid. Alyaj vane gid la dwe gen pwopriyete sa yo: ase fòs tanperati ki wo, pèfòmans pèmanan ranpe ak bon pèfòmans fatig tèmik, segondè rezistans oksidasyon ak pèfòmans korozyon tèmik, estrès tèmik ak rezistans Vibration, kapasite deformation koube, bon pèfòmans bòdi pwosesis Distribisyon ak soudabilite, ak pèfòmans pwoteksyon kouch.
Kounye a, motè ki pi avanse ak gwo rapò pouse/pwa sèvi ak lam jete kre, epi yo chwazi superalliaj ki baze sou nikèl direksyon ak sèl kristal. Motè a ak gwo rapò pouse-pwa gen yon tanperati ki wo nan 1650 ℃ - 1930 ℃ epi li bezwen pwoteje pa kouch izolasyon tèmik. Tanperati sèvis alyaj lam nan anba kondisyon pwoteksyon refwadisman ak kouch se plis pase 1100 ℃, ki mete pi devan kondisyon nouvo ak pi wo pou pri dansite tanperati a nan materyèl lam gid la nan lavni.
b. Superalliaj pou lam turbine
Lam turbine yo se kle ki bay chalè-pote pati wotasyon nan aero-motè. Tanperati opere yo se 50 ℃ - 100 ℃ pi ba pase lam gid yo. Yo pote gwo estrès santrifujeur, estrès Vibration, estrès tèmik, koule lè awozaj ak lòt efè lè wotasyon, ak kondisyon travay yo pòv. Lavi sèvis la nan eleman yo fen cho nan motè a ak rapò segondè poussée / pwa se plis pase 2000h. Se poutèt sa, alyaj lam turbine a dwe gen gwo rezistans ranpe ak fòs rupture nan tanperati sèvis, bon segondè ak mwayen tanperati pwopriyete konplè, tankou fatig segondè ak ba sik, fatig frèt ak cho, plastisit ase ak severite enpak, ak sansiblite dan; Segondè rezistans oksidasyon ak rezistans korozyon; Bon konduktiviti tèmik ak ba koyefisyan ekspansyon lineyè; Bon pèfòmans pwosesis Distribisyon; Estabilite estriktirèl alontèm, pa gen okenn presipitasyon faz TCP nan tanperati sèvis. Alyaj la aplike ale nan kat etap; Aplikasyon alyaj defòme yo enkli GH4033, GH4143, GH4118, elatriye; Aplikasyon an nan alyaj Distribisyon gen ladan K403, K417, K418, K405, direksyon solidifye lò DZ4, DZ22, yon sèl alyaj kristal DD3, DD8, PW1484, elatriye Koulye a, li te devlope nan twazyèm jenerasyon nan alyaj kristal sèl. Yon sèl kristal alyaj Lachin nan DD3 ak DD8 yo itilize respektivman nan turbin Lachin nan, motè turbofan, elikoptè ak motè bato.
3. alyaj tanperati anwo nan syèl la pou turbine disque
Disk turbine a se pati ki pi ensiste wotasyon kote yo pote motè turbine a. Tanperati k ap travay nan bride wou motè a ak rapò pwa pouse 8 ak 10 rive nan 650 ℃ ak 750 ℃, ak tanperati sant wou a se apeprè 300 ℃, ak yon gwo diferans tanperati. Pandan wotasyon nòmal, li kondui lam la vire nan gwo vitès epi li pote maksimòm santrifujeur, estrès tèmik ak estrès Vibration. Chak kòmanse ak sispann se yon sik, sant wou. Gòj la, anba Groove ak Rim tout pote diferan estrès konpoze. Alyaj la oblije gen pi gwo fòs sede, severite enpak ak pa gen okenn sansiblite dan nan tanperati sèvis la; Ba koyefisyan ekspansyon lineyè; Sèten oksidasyon ak rezistans korozyon; Bon pèfòmans koupe.
4. Aerospace superalloy
Se superalloy nan motè fize likid la itilize kòm panèl enjektè gaz nan chanm ki degaje konbisyon an nan chanm lan pouse; Koud ponp turbine, bride, Fastener grafit rudder, elatriye. Se alyaj tanperati ki wo nan motè fize likid yo itilize kòm panèl enjektè chanm gaz nan chanm poussée; Koud ponp turbine, bride, Fastener grafit rudder, elatriye GH4169 yo itilize kòm materyèl la nan rotor turbine, arbr, manch rad arbr, Fastener ak lòt pati enpòtan pote.
Materyèl rotor turbine nan motè fize likid Ameriken sitou gen ladan tiyo konsomasyon, lam turbine ak disk. GH1131 alyaj se sitou itilize nan Lachin, ak lam turbine a depann sou tanperati a k ap travay. Inconel x, Alloy713c, Astroloy ak Mar-M246 ta dwe itilize youn apre lòt; Materyèl disk wou yo enkli Inconel 718, Waspaloy, elatriye GH4169 ak GH4141 turbin entegral yo sitou itilize, ak GH2038A yo itilize pou arbr motè a.