Какъв материал е високотемпературна сплав? Какво включват основно материалите от високотемпературни сплави?
Високотемпературните сплави са вид сплав, използван при висока температура, силно механично напрежение и окислителна и корозионна среда. С развитието на науката и технологиите високотемпературните сплави постепенно са образували шест относително завършени части.
1. Деформирана високотемпературна сплав
Деформираната високотемпературна сплав се отнася до тип сплав, която може да се обработва чрез гореща и студена деформация, има диапазон на работна температура от -253 ~ 1320 градуса, има добри механични свойства, цялостни показатели за якост и издръжливост и има висока антиокислителни и антикорозионни свойства. Според процеса на термична обработка, той може да бъде разделен на сплав, укрепена с твърд разтвор, и сплав, укрепена със стареене.
1. Укрепена с твърд разтвор сплав
Работният температурен диапазон е 900 ~ 1300 градуса, а максималната антиокислителна температура достига 1320 градуса. Например сплавта GH128 има якост на опън от 850MPa и граница на провлачване от 350MPa при стайна температура; якост на опън от 140MPa и удължение от 85% при 1000 градуса; издръжлив живот от 200 часа и удължение от 40% при 1000 градуса и 30MPa напрежение. Сплавите в твърд разтвор обикновено се използват за направата на горивни камери, корпуси и други компоненти на авиационни и космически двигатели.
2. Укрепнала на стареене сплав
Работната температура е -253~950 градуса и обикновено се използва за направата на структурни части като турбинни дискове и лопатки за авиационни и космически двигатели. Сплавта, използвана за направата на турбинни дискове, има работна температура -253~700 градуса и се изисква да има добра якост при висока и ниска температура и устойчивост на умора. Например: сплавта GH4169 има максимална граница на провлачване от 1000MPa при 650 градуса; температурата на сплавта за направата на остриета може да достигне 950 градуса. Например: сплавта GH220 има якост на опън от 490MPa при 950 градуса и издръжлив живот от повече от 40 часа при 940 градуса и 200MPa.
Деформираните суперсплави осигуряват главно структурни изковки, торти, пръстени, пръти, плочи, тръби, ленти и проводници за космическата, авиационната, ядрената енергетика и петролната гражданска промишленост.
2. Леене на високотемпературни сплави
Летите високотемпературни сплави се отнасят до тип високотемпературни сплави, които могат или могат да бъдат формовани само чрез методи на леене. Основните му характеристики са:
1. Има по-широк диапазон на състава. Тъй като не е необходимо да се взема предвид неговата производителност при обработка на деформация, дизайнът на сплавта може да се съсредоточи върху оптимизирането на нейната производителност. Например, за високотемпературни сплави на базата на никел, съставът може да се регулира така, че съдържанието да достигне 60% или по-високо, така че сплавта да може да поддържа отлични свойства при температури до 85% от точката на топене на сплавта. .
2. Има по-широко поле на приложение. Поради специалните предимства на метода на леене, отливките от високотемпературни сплави с почти чиста форма или без марж могат да бъдат проектирани и произведени с всякаква сложна структура и форма според нуждите за използване на частите.
Според работната температура на леярските сплави те могат да бъдат разделени на следните три категории:
Категория 1: Високотемпературни сплави с равни оси на кристали, използвани при -253~650 градуса. Този тип сплав има добри всеобхватни свойства в широк диапазон от температури, особено при ниски температури, където здравината и пластичността се поддържат без влошаване. Например сплав K4169, която се използва в големи количества в авиационни и космически двигатели, има якост на опън от 1000MPa при 650 градуса, граница на провлачване от 850MPa и пластичност на опън от 15%; животът на издръжливост при 620MPa стрес при 650 градуса е 200 часа. Използва се за направата на корпуси на дифузори в аерокосмически двигатели и сложни структурни части за различни помпи в аерокосмически двигатели.
Категория 2: Високотемпературни сплави с равни оси на кристали, използвани при 650 до 950 градуса. Този тип сплав има високи механични свойства и устойчивост на гореща корозия при високи температури. Например, сплав K419 има якост на опън по-голяма от 700MPa и пластичност на опън по-голяма от 6% при 950 градуса; при 950 градуса, крайната граница на якост за 200 часа е по-голяма от 230MPa. Този тип сплав е подходящ за използване като турбинни лопатки на самолетни двигатели, направляващи лопатки и интегрално ляти турбини.
Категория III: Насочено втвърдени колонни кристали и монокристални високотемпературни сплави, използвани при 950-1100 градуса. Този тип сплав има отлични цялостни свойства и свойства против окисляване и анти-гореща корозия в този температурен диапазон. Например монокристалната сплав DD402 има издръжлив живот от повече от 100 часа при натоварване от 1100 градуса и 130MPa. Това е най-горещият материал за турбинни лопатки, използван в Китай, и е подходящ за изработване на турбинни лопатки на първа степен за нови двигатели с висока производителност.
С непрекъснатото усъвършенстване на технологията за прецизно леене непрекъснато се появяват нови специални процеси. Технологията за финозърнесто леене, технологията за насочено втвърдяване и технологията CA за сложни тънкостенни структурни части значително подобриха нивото на леене на високотемпературни сплави и обхватът на тяхното приложение продължава да се увеличава.
3. Високотемпературни сплави на праховата металургия
Продуктите от прахообразна високотемпературна сплав се произвеждат чрез използване на прах от прах от високотемпературна сплав, горещо изостатично пресоване или горещо изостатично пресоване и след това коване. Използвайки процеса на прахова металургия, поради малките прахови частици и бързата скорост на охлаждане, съставът е еднороден, няма макросегрегация и зърната са малки, производителността на гореща обработка е добра, степента на използване на метала е висока и цената е ниска , особено границата на провлачване и свойствата на умора на сплавта са подобрени. Голямо подобрение.
Праховата металургична суперсплав FGH95 има якост на опън от 1500 MPa при 650 градуса и издръжлив живот от повече от 50 часа при напрежение от 1034 MPa. Понастоящем това е суперсплавта на праховата металургия с най-висока якост при работни условия от 650 градуса. Високотемпературните сплави на праховата металургия могат да отговорят на изискванията на двигатели с по-високи нива на напрежение и са избраните материали за високотемпературни компоненти като турбинни дискове, компресорни дискове и турбинни прегради в двигатели с високи съотношения на тяга към тегло.
4. Оксидна дисперсионно укрепваща сплав (ODS).
Това е специална високотемпературна сплав, образувана чрез използване на уникален процес на механично легиране (MA). Ултра фини (по-малко от 50 nm) оксидни дисперсионни укрепващи фази с ултрастабилни оксидни дисперсионни укрепващи фази при високи температури са равномерно диспергирани в матрицата на сплавта. Неговата здравина на сплавта все още може да се поддържа при условия, близки до точката на топене на самата сплав, и има отлични свойства на пълзене при висока температура, превъзходна устойчивост на окисление при висока температура, устойчивост на корозия на въглерод и сяра.
Понастоящем има три основни типа ODS сплави, които се произвеждат в търговската мрежа:
Сплавта MA956 може да се използва при температури до 1350 градуса в окислителна атмосфера, като се нарежда на първо място сред високотемпературните сплави по отношение на устойчивост на окисление, корозия на въглерод и сяра. Може да се използва за облицовка на горивната камера на авиационни двигатели.
Сплавта MA754 може да се използва при температури до 1250 градуса в окислителна атмосфера и поддържа много висока якост при висока температура и устойчивост на средно-алкална корозия на стъклото. Сега се използва за направата на водещи зъбни колела и водещи лопатки на авиационни двигатели.
Сплавта MA6000 има якост на опън от 222MPa и граница на провлачване от 192MPa при 1100 градуса; 1000-часовата якост на издръжливост при 1100 градуса е 127MPa, нареждайки се на първо място сред високотемпературните сплави и може да се използва в перките на аерокосмическите двигатели.
5. Интерметални комбинирани високотемпературни материали
Интерметалните високотемпературни материали са вид специфични за светлината високотемпературни материали с важни перспективи за приложение, които наскоро бяха проучени и разработени. В продължение на повече от десет години основните изследвания на интерметалните съединения, дизайна на сплавите, разработването на процеси и изследванията на приложенията са узрели, особено в технологията за подготовка и обработка, закаляването и укрепването на материали от серията Ti-Al, Ni-Al и Fe-Al. , механичните свойства и изследванията на приложението са постигнали забележителни постижения.
Сплавта на основата на Ti3Al (TAC-1), сплавта на основата на TiAl (TAC-2) и сплавта на основата на Ti2AlNb имат ниска плътност (3,8~5,8g/cm3), висока температура и висока якост, висока стоманена устойчивост и отлична устойчивост на окисляване и устойчивост на пълзене. Предимства: Може да намали теглото на структурните части с 35 до 50%. Базираната на Ni3Al сплав MX-246 има добра устойчивост на корозия, устойчивост на износване и устойчивост на кавитация, което показва отлични перспективи за приложение. Сплавта на основата на Fe3Al има добра устойчивост на окисляване и корозия, висока якост при средни температури (под 600 градуса) и ниска цена. Това е нов материал, който може частично да замени неръждаемата стомана.
