آلیاژ با دمای بالا

آلیاژهای با دمای بالا مواد اصلی مورد استفاده در تجهیزات هوافضا هستند.

ترکیب آلیاژهای با دمای بالا
آلیاژهای با دمای بالا بر پایه آهن، نیکل و کبالت هستند. سایر عناصر اصلی عبارتند از کروم، آلومینیوم، تیتانیوم، تنگستن، مولیبدن و غیره. به عنوان یک ماده فلزی درجه یک، آنها می توانند در دمای بالای 600 درجه و تحت شرایط استرس خاص برای مدت طولانی کار کنند. آنها دارای استحکام و مقاومت در برابر دمای بالا هستند. دارای مزایای متعددی از نظر اکسیداسیون، مقاومت در برابر خوردگی گرم، عملکرد خستگی، چقرمگی شکست و غیره است.

کاربرد آلیاژهای با دمای بالا
آلیاژهای با دمای بالا به طور گسترده در هوافضا، انرژی هسته ای، صنعت خودروسازی، توربین های گازی، پتروشیمی و سایر زمینه ها استفاده می شوند.
از منظر سناریوهای کاربردی بازار جهانی آلیاژهای دمای بالا، حوزه هوافضا مدت‌ها است که رتبه اول را به خود اختصاص داده است و بیش از 56 درصد تقاضای بازار را به خود اختصاص داده است و عمدتاً در ساخت موتورهای هوافضا و اتصال دهنده‌های هوافضا استفاده می‌شود.

طبقه بندی آلیاژهای با دمای بالا
1. آلیاژهای با درجه حرارت بالا بر اساس عناصر اساسی تقسیم می شوند:

آلیاژهای با دمای بالا مبتنی بر آهن: دمای عملیاتی کمتری دارند، 600 تا 850 درجه، و عموماً در قسمت‌هایی از موتورهای با دمای عملیاتی پایین‌تر مانند دیسک‌های توربین، پوشش‌ها، شفت‌ها و سایر قطعات استفاده می‌شوند.
آلیاژهای با درجه حرارت بالا مبتنی بر نیکل: دارای بالاترین دمای عملیاتی، حدود 1000 درجه، و به طور گسترده در ساخت گرمترین قطعات موتورهای توربوجت هوا و توربین های گاز صنعتی مختلف مانند پره های توربین، پره های راهنما، توربین ها و غیره استفاده می شود. .

آلیاژ درجه حرارت بالا مبتنی بر کبالت: دمای عملیاتی حدود 950 درجه است. قابلیت ریخته گری و جوش پذیری خوبی دارد. این عمدتا به عنوان مواد تیغه راهنما استفاده می شود. به دلیل منابع کم کبالت، این نوع آلیاژ گران است.

2. آلیاژهای با دمای بالا با توجه به فرآیند تولید به زیر تقسیم می شوند:

آلیاژ با دمای بالا تغییر شکل یافته: دمای عملیاتی 600-1000 درجه است. به طور کلی در دیسک های کمپرسور و دیسک های توربین در موتورها استفاده می شود. دارای استحکام نسبتا کم و انعطاف پذیری خوب، پردازش حرارتی و جوش پذیری است.

سوپرآلیاژهای ریخته گری: را می توان به سه دسته تقسیم کرد: سوپرآلیاژهای کریستال هم محور، سوپرآلیاژهای کریستال ستونی جامد جهت دار و سوپرآلیاژهای تک کریستال.

1) سوپرآلیاژ هم محور: دمای عملیاتی 1{4}}00 درجه، با استفاده از روش‌های ریخته‌گری سرمایه‌گذاری سنتی، با ظرفیت تحمل دما نسبتاً پایین است. این عمدتا در پره های عقب توربین های مکانیکی کم فشار استفاده می شود. این طیف گسترده ای از کاربردها را دارد و 0٪ از تمام ریخته گری ها را تشکیل می دهد. 60-70٪ از اجزاء، اما سود اضافی محصول کم است.

2) سوپرآلیاژ استوانه ای جامد شده جهت: دمای عملیاتی 1000-1100 درجه است. این با استفاده از فناوری انجماد جهت دار تولید می شود و ظرفیت تحمل دما نسبتاً بالایی دارد. عمدتاً در پره های کار چند مرحله اول توربین های کم فشار و همچنین مرحله اول و دوم توربین های فشار قوی در برخی موتورها استفاده می شود. تیغه های روتور کلاس 1، دامنه کاربرد محدود به تیغه های روتور است و سود اضافی محصول بالا است.

3) آلیاژ تک کریستال با دمای بالا: با دمای عملیاتی 1200 درجه، تولید شده با استفاده از انجماد جهت دار و فناوری انتخاب کریستال، با بالاترین ظرفیت تحمل دما. این عمدتا در پره های چرخ فشار بالا موتورهای پیشرفته و دو مرحله اول پره های توربین کم فشار استفاده می شود. دامنه کاربرد محدود به تیغه های کار است. محصولات بالاترین سود اضافی.

آلیاژهای جدید با دمای بالا: به مواد آلیاژی با دمای بالا اطلاق می شود که از طریق فرآیندهای ساخت جدید تولید می شوند، که عمدتاً شامل آلیاژهای با دمای بالا پودری و آلیاژهای با دمای بالا تقویت شده با پراکندگی (ODS) می شود.

1) پودر آلیاژ با دمای بالا: دمای استفاده 1100 درجه است. آلیاژ با دمای بالا به پودر تبدیل می شود و سپس از پرس ایزواستاتیک داغ یا پرس و آهنگری ایزواستاتیک داغ برای تولید محصولات آلیاژی با دمای بالا استفاده می شود. میزان استفاده از فلز بالا و هزینه کم دارد. این ویژگی دمای پایین و ظرفیت تحمل دما نسبتاً بالایی دارد. در حال حاضر عمدتاً در دیسک های توربین و پره های توربین استفاده می شود. این یک ماده عالی برای اجزای با دمای بالا مانند دیسک های توربین، دیسک های کمپرسور و بافل های توربین در موتورهای با نسبت رانش به وزن بالا است.

2) آلیاژ با دمای بالا (ODS) تقویت شده با پراکندگی: با دمای عملیاتی 1200 درجه، با استفاده از فرآیند متالورژی پودر مشابه ساخته شده و دارای ظرفیت تحمل دما بالا است. این عمدتا در لوله های شعله، پره های راهنما و پره های توربین استفاده می شود.

بیشتر بدانید