Aliaje de înaltă temperatură: principalele materiale utilizate în industria aerospațială
I. Privire de ansamblu
1. Compoziția aliajelor de înaltă temperatură
Aliajele de înaltă temperatură se bazează pe fier, nichel și cobalt. Celelalte elemente principale sunt cromul, aluminiul, titanul, wolfram, molibdenul etc. Fiind un material metalic de primă clasă, ele pot lucra peste 600 de grade și în anumite condiții de stres pentru o perioadă lungă de timp. Au rezistență și rezistență la temperaturi ridicate. Are multiple avantaje în ceea ce privește oxidarea, rezistența la coroziune la cald, performanța la oboseală, duritatea la rupere etc.
2. Aplicarea aliajelor de temperatură înaltă
Aliajele de înaltă temperatură sunt utilizate pe scară largă în industria aerospațială, nucleară, industria auto, turbine cu gaz, petrochimie și alte domenii.
Din scenariile de aplicare ale pieței globale de aliaje la temperatură înaltă, domeniul aerospațial s-a clasat mult timp pe primul loc, reprezentând mai mult de 56% din cererea pieței și este utilizat în principal în fabricarea de motoare aerospațiale și elemente de fixare aerospațiale.
2. Clasificarea aliajelor la temperaturi ridicate
1. Aliajele de înaltă temperatură se împart în: după elemente de bază:
Aliaje la temperaturi înalte pe bază de fier: au temperaturi de funcționare mai scăzute, 600 ~ 850 de grade și sunt în general utilizate în părți ale motoarelor cu temperaturi de funcționare mai scăzute, cum ar fi discuri de turbină, carcase, arbori și alte părți.
Aliaje de înaltă temperatură pe bază de nichel: au cea mai ridicată temperatură de funcționare, aproximativ 1000 de grade, și sunt utilizate pe scară largă pentru a fabrica cele mai fierbinți părți ale motoarelor cu turboreacție și diverse turbine industriale cu gaz, cum ar fi palete de turbine, palete de ghidare, turbine etc.
Aliaj de înaltă temperatură pe bază de cobalt: temperatura de funcționare este de aproximativ 950 de grade. Are o bună turnabilitate și sudabilitate. Este folosit în principal ca material de ghidare a lamei. Datorită resurselor scăzute de cobalt, acest tip de aliaj este scump.
2. Aliajele de înaltă temperatură sunt împărțite în: în funcție de procesul de fabricație:
Aliaj deformat la temperatură înaltă: temperatura de funcționare este de 600-1000 grade . Este folosit în general la discuri de compresor și discuri de turbină la motoare. Are rezistență relativ scăzută și plasticitate bună, procesare termică și sudabilitate.
Superaliaje de turnare: pot fi împărțite în trei categorii: superaliaje de cristal echiaxial, superaliaje de cristal columnar solidificat direcțional și superaliaje monocristal.
1) Superaliaj echiaxial: temperatura de funcționare este de 1000 grade . Adoptă metoda tradițională de turnare cu investiții și are o capacitate de susținere a temperaturii relativ scăzute. Este utilizat în principal în paletele din spate ale turbinelor de joasă presiune. Are o gamă largă de aplicații și reprezintă 0% din toate turnările. 60-70% din componente, dar profitul suplimentar al produsului este scăzut.
2) Superaliaj cilindric solidificat direcțional: temperatura de funcționare este de 1000-1100 grade . Este fabricat folosind tehnologia de solidificare direcțională și are o capacitate relativ ridicată de temperatură. Este utilizat în principal în paletele de lucru ale primelor trepte ale turbinelor de joasă presiune, precum și în prima și a doua etapă a turbinelor de înaltă presiune la unele motoare. Palete de rotor de clasa 1, domeniul de aplicare este limitat la palete de rotor, iar profitul suplimentar al produsului este mai mare.
3) Superaliaj monocristal: temperatura de funcționare este de 1200 de grade. Este fabricat folosind tehnologia de solidificare direcțională și de selecție a cristalelor. Are cea mai mare capacitate de suportare a temperaturii. Este utilizat în principal în paletele roților de înaltă presiune ale motoarelor avansate și în primele două etape ale palelor turbinelor de joasă presiune. Domeniul de aplicare este limitat la lamele de lucru. Produse Cel mai mare profit suplimentar.
Aliaje noi la temperatură înaltă: se referă la materialele aliaje la temperatură înaltă produse prin noi procese de fabricație, incluzând în principal aliaje pulbere la temperatură înaltă și aliaje la temperatură înaltă întărite cu dispersie (ODS).
1) Pulbere de aliaj la temperatură înaltă: temperatura de utilizare este de 1100 de grade. Aliajul la temperatură înaltă este atomizat în pulbere, iar apoi presarea izostatică la cald sau presarea și forjarea izostatică la cald este utilizată pentru a produce produse din aliaj de înaltă temperatură. Are o rată ridicată de utilizare a metalelor și un cost scăzut. Are caracteristici de temperatură scăzută și o capacitate relativ ridicată de susținere a temperaturii. În prezent este utilizat în principal la discuri de turbină și palete de turbină. Este un material excelent pentru componentele cu temperatură ridicată, cum ar fi discuri de turbină, discuri de compresor și deflectoare de turbină în motoarele cu rapoarte ridicate între forță și greutate.
2) Aliaj de înaltă temperatură (ODS) întărit prin dispersie: cu o temperatură de funcționare de 1200 de grade, este realizat folosind un proces similar de metalurgie a pulberilor și are o capacitate ridicată de temperatură. Este folosit în principal în tuburile de flacără, paletele de ghidare și paletele turbinei.
Principalele produse
