Visokotemperaturne zlitine: glavni materiali, ki se uporabljajo v letalstvu
I. Pregled
1. Sestava visokotemperaturnih zlitin
Visokotemperaturne zlitine temeljijo na železu, niklju in kobaltu. Drugi glavni elementi so krom, aluminij, titan, volfram, molibden itd. Kot prvovrstni kovinski material lahko dolgo časa delujejo nad 600 stopinjami in pod določenimi stresnimi pogoji. Imajo visoko temperaturno trdnost in odpornost. Ima številne prednosti v smislu oksidacije, odpornosti proti vroči koroziji, odpornosti proti utrujenosti, lomne žilavosti itd.
2. Uporaba visokotemperaturnih zlitin
Visokotemperaturne zlitine se pogosto uporabljajo v vesoljski industriji, jedrski energiji, avtomobilski industriji, plinskih turbinah, petrokemičnih in drugih področjih.
Glede na scenarije uporabe na svetovnem trgu visokotemperaturnih zlitin je vesoljsko področje že dolgo na prvem mestu, saj predstavlja več kot 56 % tržnega povpraševanja in se uporablja predvsem v proizvodnji letalskih motorjev in letalskih pritrdilnih elementov.
2. Razvrstitev visokotemperaturnih zlitin
1. Visokotemperaturne zlitine so razdeljene na: glede na osnovne elemente:
Visokotemperaturne zlitine na osnovi železa: imajo nižje delovne temperature, 600~850 stopinj, in se običajno uporabljajo v delih motorjev z nižjimi delovnimi temperaturami, kot so turbinski diski, ohišja, gredi in drugi deli.
Visokotemperaturne zlitine na osnovi niklja: imajo najvišjo delovno temperaturo, približno 1000 stopinj, in se pogosto uporabljajo za izdelavo najbolj vročih delov turboreaktivnih letalskih motorjev in različnih industrijskih plinskih turbin, kot so turbinske lopatice, vodilne lopatice, turbine itd.
Visokotemperaturna zlitina na osnovi kobalta: delovna temperatura je približno 950 stopinj. Ima dobro sposobnost ulivanja in varjenja. Uporablja se predvsem kot material za vodilna rezila. Zaradi nizkih virov kobalta je ta vrsta zlitine draga.
2. Visokotemperaturne zlitine so razdeljene na: glede na proizvodni proces:
Deformirana visokotemperaturna zlitina: delovna temperatura je 600-1000 stopinj. Na splošno se uporablja v diskih kompresorjev in turbinskih diskih v motorjih. Ima relativno nizko trdnost in dobro plastičnost, termično obdelavo in varljivost.
Livarske superzlitine: lahko jih razdelimo v tri kategorije: enakoosne kristalne superzlitine, smerno strjene stebričaste kristalne superzlitine in enokristalne superzlitine.
1) Enakoosna superzlitina: delovna temperatura je 1000 stopinj. Uporablja tradicionalno metodo vlitja in ima razmeroma nizko temperaturno nosilnost. Uporablja se predvsem v zadnjih lopaticah nizkotlačnih turbin. Ima široko paleto uporabe in predstavlja 0% vseh ulitkov. 60-70% komponent, vendar je dodatni dobiček izdelka nizek.
2) Usmerjeno strjena cilindrična superzlitina: delovna temperatura je 1000-1100 stopinj. Izdelan je s tehnologijo usmerjenega strjevanja in ima relativno visoko temperaturno nosilnost. Uporablja se predvsem v delovnih lopaticah prvih nekaj stopenj nizkotlačnih turbin, pa tudi v prvi in drugi stopnji visokotlačnih turbin v nekaterih motorjih. Rotorske lopatice razreda 1, obseg uporabe je omejen na rotorske lopatice, dodatni dobiček izdelka pa je višji.
3) Enokristalna superzlitina: delovna temperatura je 1200 stopinj. Izdelan je s tehnologijo usmerjenega strjevanja in izbire kristalov. Ima največjo temperaturno nosilnost. Uporablja se predvsem v visokotlačnih kolesnih lopaticah naprednih motorjev in prvih dveh stopnjah nizkotlačnih turbinskih lopatic. Področje uporabe je omejeno na delovna rezila. Izdelki Največji dodatni dobiček.
Nove visokotemperaturne zlitine: nanašajo se na visokotemperaturne zlitine, proizvedene z novimi proizvodnimi postopki, predvsem vključno z visokotemperaturnimi zlitinami v prahu in z disperzijo utrjenimi visokotemperaturnimi zlitinami (ODS).
1) Visokotemperaturna zlitina v prahu: Temperatura uporabe je 1100 stopinj. Visokotemperaturna zlitina se razprši v prah, nato pa se za izdelavo izdelkov iz visokotemperaturne zlitine uporabi vroče izostatično stiskanje ali vroče izostatično stiskanje in kovanje. Ima visoko stopnjo izkoriščenosti kovine in nizke stroške. Ima nizkotemperaturne lastnosti in relativno visoko temperaturno nosilnost. Trenutno se uporablja predvsem v turbinskih diskih in turbinskih lopaticah. Je odličen material za visokotemperaturne komponente, kot so turbinski diski, kompresorski diski in lopute turbin v motorjih z visokim razmerjem potiska in teže.
2) Visokotemperaturna zlitina (ODS), utrjena z disperzijo: z delovno temperaturo 1200 stopinj je izdelana s podobnim postopkom praškaste metalurgije in ima visoko temperaturno nosilnost. Uporablja se predvsem v plamenskih ceveh, vodilnih lopaticah in turbinskih lopaticah.
Glavni izdelki
