Compoziția chimică a aliajelor de înaltă temperatură
Aliajele de înaltă temperatură se bazează pe fier, nichel, cobalt și alte elemente principale, cum ar fi crom, aluminiu, titan, wolfram, molibden etc. Ca materiale metalice primare, pot funcționa mult timp la temperaturi de peste 600 de grade și anumite solicitări. conditii. Au multiple avantaje în ceea ce privește rezistența la temperaturi ridicate, rezistența la oxidare, rezistența la coroziune la cald, performanța la oboseală, duritatea la rupere și alte aspecte.
Aplicarea aliajelor de înaltă temperatură
Aliajele de înaltă temperatură sunt utilizate pe scară largă în industria aerospațială, nucleară, industria auto, turbine cu gaz, petrochimie și alte domenii.
Din perspectiva scenariilor de aplicare a pieței globale de aliaje la temperatură înaltă, industria aerospațială s-a clasat de mult timp pe primul loc, cererea pieței reprezentând peste 56%, utilizată în principal în fabricarea motoarelor de aviație și a elementelor de fixare pentru aviație.
Clasificarea aliajelor de înaltă temperatură
Aliaj de înaltă temperatură pe bază de fier
Aliaj de înaltă temperatură pe bază de nichel
Aliaj de înaltă temperatură pe bază de fier
Folosit la temperaturi mai scăzute, 600-850 grade , utilizat în general în părți ale motoarelor cu temperaturi de funcționare mai scăzute, cum ar fi discuri de turbină, carcase și arbori. Există multe tipuri de aliaje de temperatură înaltă pe bază de fier, inclusiv:
Aliaje pe bază de fier cu întărire în timp. Cum ar fi GH2036, GH2132, GH2135, GH2018, GH2038, GH2130, GH2136, GH2302, GH2696 etc.
Aliaj pe bază de fier armat cu soluție solidă. Inclusiv GH1015, GH1035, GH1040, GH1131, GH1140 etc.
Alte tipuri speciale de aliaje la temperaturi înalte pe bază de fier. De exemplu, GH747, GH214, GH455 etc., care au rezistență la oxidare la temperaturi ultra-înalte sau performanțe excelente în medii specifice.
Aliaj de înaltă temperatură pe bază de nichel
Cu cea mai ridicată temperatură de utilizare de aproximativ 1000 de grade, materialele din aliaj de înaltă temperatură pe bază de nichel sunt utilizate pe scară largă la fabricarea celor mai fierbinți părți ale motoarelor de avioane cu turboreacție și diferite turbine industriale cu gaz, cum ar fi palete de lucru, pale de ghidare și turbine. grade de aliaje pe bază de nichel: monel400, monelk500, Inconel600, Inconel601, Inconel625, Inconel690, Incoel718, InconelX750, Incoiloy800, Incoloy825, HastelloyC276, Hastelloyc22, etc.
Aliaj de înaltă temperatură pe bază de cobalt
Materialele din aliaj de înaltă temperatură pe bază de cobalt sunt folosite la o temperatură de aproximativ 950 de grade, au o bună turnabilitate și sudabilitate și sunt utilizate în principal ca material de ghidare a lamei. Datorită resurselor limitate de cobalt, acest tip de aliaj este scump. Aliajul pe bază de cobalt este un material utilizat pe scară largă pentru fabricarea componentelor rezistente la căldură, cu rezistență excelentă la temperaturi ridicate și rezistență mecanică bună.
Iată câteva tipuri tipice de aliaje pe bază de cobalt și aplicațiile acestora:
Seria Haynes: inclusiv Haynes25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP{-159, FSX{-414, X-40, Stellite6B, etc. Aceste aliaje sunt utilizate în mod obișnuit în fabricarea motoarelor de aeronave, turbinelor și a altor echipamente de înaltă temperatură.
Mărci chineze precum GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640 și DZ40M. Aceste tipuri de aliaje sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în China.
Seria WC Co: Aliaje dure pe bază de cobalt cu carbură de tungsten (WC) ca fază dură principală și cobalt (Co) ca fază de lipire. Clasele includ YG6, YG8, YG6X, YG8C, YG10, etc. Acest tip de material este utilizat în mod obișnuit în fabricarea uneltelor și matrițelor.
Seria TiC Ni: Aliaje dure pe bază de cobalt cu carbură de titan (TiC) ca fază dură principală și nichel (Ni) ca fază de lipire. Clasele includ YT5, YT15, YT14 etc. Aceste materiale sunt potrivite pentru fabricarea pieselor rezistente la uzură și a sculelor de tăiere.
Seria TiC NiMo: Aliaje dure pe bază de cobalt care combină faze dure de carbură de titan (TiC) și carbură de molibden (Mo2C), precum și nichel (Ni) ca fază de lipire. Clasele includ YXM1, YXM4, etc. Aceste materiale sunt potrivite pentru fabricarea componentelor care sunt rezistente la coroziune și medii cu temperaturi ridicate.
GH605: Acesta este un grad tipic de aliaje de deformare la temperatură înaltă pe bază de cobalt, similar sau corespunzător unor clase precum L605, HS25, WF-11, AIS1670, UNSR30605, KC20WN etc.
Aliajele de înaltă temperatură sunt împărțite în:
Aliaj deformabil la temperatură înaltă: Folosit la o temperatură de 600-1000 grade , este utilizat în general la discuri de compresoare și discuri de turbină din motoare, cu rezistență relativ scăzută, plasticitate bună, prelucrare la cald și sudabilitate.
Turnarea aliajelor la temperatură înaltă: poate fi împărțită în trei categorii: aliaje echiaxiale la temperatură înaltă, aliaje coloane solidificate direcțional la temperatură înaltă și aliaje monocristaline la temperatură înaltă.
1) Aliaj de cristal echiaxial la temperatură înaltă: utilizat la o temperatură de 1000 de grade și folosind metode tradiționale de turnare cu investiții, capacitatea sa de temperatură este relativ scăzută. Este utilizat în principal în ultimele etape ale paletelor de turbine de joasă presiune, cu o gamă largă de aplicații, reprezentând 60-70% din toate componentele de turnare, dar profitul adăugat al produsului este scăzut.
2) Aliaj de temperatură înaltă coloană de solidificare direcțională: utilizat la o temperatură de 1000-1100 grade, fabricat folosind tehnologia de solidificare direcțională, cu capacitate portantă la temperatură relativ ridicată. Este utilizat în principal pentru paletele de lucru ale primelor trepte ale turbinelor de joasă presiune, precum și prima și a doua etapă a palelor de lucru ale unor turbine de înaltă presiune cu motor. Domeniul de aplicare este limitat la lamele de lucru, iar produsul are profituri suplimentare mari.
3) Aliaj monocristal de înaltă temperatură: utilizat la o temperatură de 1200 de grade, fabricat folosind tehnologia de solidificare direcțională și de selecție a cristalelor. Are cea mai mare capacitate de susținere a temperaturii și este utilizat în principal pentru paletele rotorului de înaltă presiune ale motorului avansat și paletele în două trepte din față ale turbinei de joasă presiune. Domeniul său de aplicare este limitat la lamele de lucru, iar produsul are cel mai mare profit suplimentar.
Noi aliaje la temperaturi înalte
Noile aliaje la temperatură înaltă se referă la materialele aliaje la temperatură înaltă produse prin noi procese de fabricație, incluzând în principal aliaje sub formă de pulbere la temperatură înaltă și aliaje întărite cu dispersie la temperatură înaltă (ODS).
1) Aliaj pulbere la temperatură înaltă: utilizat la o temperatură de 1100 de grade, este un proces de producție care atomizează aliajele la temperatură înaltă în pulbere și apoi le transformă în produse din aliaj de înaltă temperatură prin presare izostatică la cald sau presare izostatică la cald plus forjare. Are caracteristicile unei rate ridicate de utilizare a metalului, un cost scăzut și o capacitate de suport la temperaturi relativ ridicate. În prezent, este utilizat în principal în discuri de turbină și palete de turbină și este un material excelent pentru componentele la temperatură ridicată, cum ar fi discuri de turbină a motorului cu raport mare de tracțiune și greutate, discuri de compresor și deflectoare de turbină.
2) Aliaj de înaltă temperatură întărit prin dispersie (ODS): utilizat la o temperatură de 1200 de grade, realizat printr-un proces similar de metalurgie a pulberilor, cu capacitate portantă la temperaturi ridicate, utilizat în principal în tuburile de flacără, paletele de ghidare și paletele turbinei.
