English
Cymraeg
українська
Čeština
Türkçe
Gaeilgenah Éireann
Bai Miaowen
Italiano
עברית
Nederlands
عربي 
한국어
ترکیب شیمیایی آلیاژهای با دمای بالا
آلیاژهای با دمای بالا بر پایه آهن، نیکل، کبالت و سایر عناصر اصلی مانند کروم، آلومینیوم، تیتانیوم، تنگستن، مولیبدن و غیره ساخته میشوند. شرایط آنها مزایای متعددی در استحکام در دمای بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر خوردگی گرم، عملکرد خستگی، چقرمگی شکست و سایر جنبه ها دارند.
استفاده از آلیاژهای با دمای بالا
آلیاژهای با دمای بالا به طور گسترده در صنایع هوافضا، انرژی هسته ای، صنعت خودرو، توربین گاز، پتروشیمی و سایر زمینه ها استفاده می شود.
از منظر سناریوهای کاربردی بازار جهانی آلیاژهای دمای بالا، صنعت هوافضا مدتها است که رتبه اول را به خود اختصاص داده است و تقاضای بازار بیش از 56٪ است که عمدتاً در ساخت موتورهای هوانوردی و اتصال دهندههای هوانوردی استفاده میشود.
طبقه بندی آلیاژهای با دمای بالا
آلیاژی با دمای بالا بر پایه آهن
آلیاژ با دمای بالا مبتنی بر نیکل
آلیاژی با دمای بالا بر پایه آهن
در دماهای پایینتر، 600-850 درجه استفاده میشود، معمولاً در بخشهایی از موتورهای با دمای عملیاتی پایینتر مانند دیسکهای توربین، محفظهها و شفتها استفاده میشود. درجات زیادی از آلیاژهای مبتنی بر آهن با دمای بالا وجود دارد، از جمله:
زمان سخت شدن آلیاژهای مبتنی بر آهن. مانند GH2036، GH2132، GH2135، GH2018، GH2038، GH2130، GH2136، GH2302، GH2696 و غیره.
آلیاژ مبتنی بر آهن تقویت شده با محلول جامد. از جمله GH1015، GH1035، GH1040، GH1131، GH1140 و غیره.
سایر انواع خاص آلیاژهای مبتنی بر آهن با دمای بالا. به عنوان مثال، GH747، GH214، GH455 و غیره که دارای مقاومت اکسیداسیون در دمای فوق العاده بالا یا عملکرد عالی در محیط های خاص هستند.
آلیاژ با دمای بالا مبتنی بر نیکل
با بالاترین دمای استفاده در حدود 1000 درجه، مواد آلیاژی با دمای بالا مبتنی بر نیکل به طور گسترده در ساخت داغ ترین قسمت های انتهایی موتورهای هواپیماهای توربوجت و توربین های گاز صنعتی مختلف، مانند پره های کار، تیغه های راهنما و توربین ها استفاده می شود. گریدهای آلیاژهای مبتنی بر نیکل: monel400، monelk500، Inconel600، Inconel601، Inconel625، Inconel690، Incoel718، InconelX750، Incoiloy800، Incoloy825، HastelloyC276، Hastelloy2، و غیره
آلیاژ درجه حرارت بالا بر پایه کبالت
مواد آلیاژی با درجه حرارت بالا مبتنی بر کبالت در دمای حدود 950 درجه استفاده می شود، قابلیت ریخته گری و جوش پذیری خوبی دارد و عمدتاً به عنوان ماده تیغه راهنما استفاده می شود. با توجه به منابع محدود کبالت، این نوع آلیاژ گران است. آلیاژ مبتنی بر کبالت یک ماده پرکاربرد برای تولید قطعات مقاوم در برابر حرارت، با مقاومت عالی در دمای بالا و استحکام مکانیکی خوب است.
در اینجا برخی از گریدهای آلیاژی مبتنی بر کبالت و کاربردهای آنها آورده شده است:
سری هاینز: از جمله Haynes25 (L-605)، آلیاژ S-816، UMCo-50، MP-159، FSX-414، X-40، Stellite6B و غیره این آلیاژها معمولاً در ساخت موتورهای هواپیما، توربین ها و سایر تجهیزات با دمای بالا استفاده می شوند.
برندهای چینی مانند GH5188 (GH188)، GH159، GH605، K640 و DZ40M. این گرید از آلیاژها نیز به طور گسترده در چین استفاده می شود.
سری WC Co: آلیاژهای سخت مبتنی بر کبالت با کاربید تنگستن (WC) به عنوان فاز سخت اصلی و کبالت (Co) به عنوان فاز پیوند. گریدها عبارتند از YG6، YG8، YG6X، YG8C، YG10 و غیره. این نوع مواد معمولاً در ساخت ابزار و قالب استفاده می شود.
سری TiC Ni: آلیاژهای سخت مبتنی بر کبالت با کاربید تیتانیوم (TiC) به عنوان فاز سخت اصلی و نیکل (Ni) به عنوان فاز پیوند. گریدها عبارتند از YT5، YT15، YT14 و غیره. این مواد برای ساخت قطعات مقاوم در برابر سایش و ابزارهای برش مناسب هستند.
سری TiC NiMo: آلیاژهای سخت مبتنی بر کبالت که فازهای سخت کاربید تیتانیوم (TiC) و کاربید مولیبدن (Mo2C) و همچنین نیکل (Ni) را به عنوان فاز پیوند ترکیب می کنند. گریدها عبارتند از YXM1، YXM4 و غیره. این مواد برای ساخت قطعاتی که در برابر خوردگی و محیط های با دمای بالا مقاوم هستند مناسب هستند.
GH605: این یک گرید معمولی از آلیاژهای تغییر شکل با دمای بالا مبتنی بر کبالت است، مشابه یا مطابق با گریدهایی مانند L605، HS25، WF{4}}، AIS1670، UNSR30605، KC20WN و غیره.
آلیاژهای با دمای بالا به دو دسته تقسیم می شوند:
آلیاژ با دمای بالا قابل تغییر شکل: در دمای 600-1000 درجه استفاده میشود، معمولاً در دیسکهای کمپرسور و دیسکهای توربین در موتورها، با استحکام نسبتاً کم، انعطاف پذیری خوب، کار گرم و جوشپذیری استفاده میشود.
ریخته گری آلیاژهای با دمای بالا: می توان به سه دسته تقسیم کرد: آلیاژهای با دمای بالا هم محور، آلیاژهای با دمای بالا ستونی جامد جهت دار و آلیاژهای با دمای بالا تک کریستال.
1) آلیاژ کریستال هم محور با دمای بالا: در دمای 1000 درجه استفاده می شود و با استفاده از روش های ریخته گری سرمایه گذاری سنتی، ظرفیت تحمل دمای آن نسبتاً کم است. این عمدتاً در چند مرحله آخر پره های توربین کم فشار، با طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شود که 60-70٪ از تمام اجزای ریخته گری را تشکیل می دهد، اما سود افزوده محصول کم است.
2) آلیاژ ستونی انجماد جهت دار: در دمای 1000-1100 درجه استفاده می شود که با استفاده از فناوری انجماد جهت دار با ظرفیت تحمل دمای نسبتاً بالا تولید می شود. این عمدتا برای پره های کار چند مرحله اول توربین های کم فشار و همچنین مراحل اول و دوم پره های کاری برخی از توربین های فشار قوی موتور استفاده می شود. دامنه کاربرد محدود به تیغه های کار است و محصول سود اضافی بالایی دارد.
3) آلیاژ تک کریستال با دمای بالا: در دمای 1200 درجه استفاده می شود که با استفاده از فناوری انجماد جهت و انتخاب کریستال تولید می شود. این دارای بالاترین ظرفیت تحمل دما است و عمدتاً برای تیغه های پروانه با فشار بالا موتور پیشرفته و تیغه های دو مرحله ای جلوی توربین کم فشار استفاده می شود. دامنه کاربرد آن به تیغه های کار محدود است و محصول بالاترین سود اضافی را دارد.
آلیاژهای جدید با دمای بالا
آلیاژهای جدید با دمای بالا به مواد آلیاژی با دمای بالا که از طریق فرآیندهای تولید جدید تولید میشوند، عمدتاً شامل آلیاژهای با دمای بالا پودری و آلیاژهای با دمای بالا تقویتشده با پراکندگی (ODS) هستند.
1) پودر آلیاژ با دمای بالا: در دمای 1100 درجه استفاده می شود، این یک فرآیند تولید است که آلیاژهای با دمای بالا را به پودر تبدیل می کند و سپس آنها را از طریق پرس ایزواستاتیک داغ یا پرس ایزواستاتیک داغ به اضافه آهنگری به محصولات آلیاژی با دمای بالا تبدیل می کند. این ویژگی های نرخ استفاده از فلز بالا، هزینه کم و ظرفیت تحمل دمای نسبتاً بالا را دارد. در حال حاضر، عمدتاً در دیسکهای توربین و پرههای توربین استفاده میشود و یک ماده عالی برای اجزای با دمای بالا مانند دیسکهای توربین موتور با نسبت رانش به وزن بالا، دیسکهای کمپرسور و بافلهای توربین است.
2) آلیاژ با دمای بالا تقویت شده با پراکندگی (ODS): مورد استفاده در دمای 1200 درجه، ساخته شده با استفاده از فرآیند متالورژی پودر مشابه، با ظرفیت تحمل دمای بالا، عمدتا در لوله های شعله، تیغه های راهنما و تیغه های توربین استفاده می شود.
