X'inhu liga ta 'temperatura għolja

Ligi ta 'temperatura għolja huma maqsuma fi tliet tipi ta' materjali: materjali ta 'temperatura għolja ta' 760 grad, materjali ta 'temperatura għolja ta' 1200 grad u materjali ta 'temperatura għolja ta' 1500 grad, b'saħħa tensili ta '800MPa. Fi kliem ieħor, tirreferi għal materjali tal-metall b'temperatura għolja li jaħdmu għal żmien twil f'temperaturi ogħla minn 760--1500 grad u taħt ċerti kundizzjonijiet. Għandhom saħħa eċċellenti f'temperatura għolja, reżistenza tajba għall-ossidazzjoni u korrużjoni sħuna, prestazzjoni tajba tal-għeja, toughness tal-ksur u proprjetajiet komprensivi oħra. Sar materjal ewlieni insostitwibbli għal komponenti hot-end ta 'magni tat-turbini tal-gass militari u ċivili.

Ligi prinċipali ta 'temperatura għolja jintużaw biex jimmanifatturaw komponenti ta' temperatura għolja bħal xfafar tat-turbini, xfafar, diski tat-turbini, diski tat-turbini tal-gass bi pressjoni għolja u kmamar tal-kombustjoni għall-avjazzjoni, turbini tal-gass navali u industrijali. Jintużaw ukoll biex jimmanifatturaw vetturi aerospazjali, magni rokit, reatturi nukleari, tagħmir petrokimiku u faħam. konverżjoni u apparat ieħor ta 'konverżjoni tal-enerġija.

Sa mill-aħħar tas-snin 30, il-Gran Brittanja, il-Ġermanja, l-Istati Uniti u pajjiżi oħra bdew jistudjaw ligi ta 'temperatura għolja. Matul it-Tieni Gwerra Dinjija, sabiex jintlaħqu l-ħtiġijiet ta 'magni aerospazjali ġodda, ir-riċerka u l-użu ta' ligi ta 'temperatura għolja daħlu f'perjodu ta' żvilupp qawwi. Fil-bidu tas-snin erbgħin, ir-Renju Unit l-ewwel żied ammont żgħir ta 'aluminju u titanju mal-liga 80Ni-20Cr biex jifforma fażi għat-tisħiħ, u żviluppa l-ewwel liga bbażata fuq in-nikil b'saħħa b'temperatura għolja. Matul l-istess perjodu, sabiex jintlaħqu l-bżonnijiet ta ' l-iżvilupp ta ' turbochargers għal magni ta ' l-ajru bil-pistun, l-Istati Uniti bdew jużaw ligi bbażati fuq il-kobalt Vitallium biex jagħmlu xfafar.

Barra minn hekk, l-Istati Uniti żviluppaw ukoll liga bbażata fuq in-nikil Inconel biex tagħmel il-kamra tal-kombustjoni tal-magni bil-ġett. Aktar tard, sabiex itejbu aktar is-saħħa tat-temperatura għolja tal-liga, metallurgists żiedu tungstenu, molibdenu, kobalt u elementi oħra mal-liga bbażata fuq in-nikil, żiedu l-kontenut ta 'aluminju u titanju, u żviluppaw serje ta' marki ta 'liga, bħal l-Ingliżi "Nimonic", l-Amerikani "Mar-M" u "IN", eċċ.; fil-ligi bbażati fuq il-kobalt, huma miżjuda elementi bħan-nikil u t-tungstenu biex jiżviluppaw varjetà ta' ligi ta' temperatura għolja, bħal X-45, HA-188, FSX-414, eċċ. Minħabba għan-nuqqas ta 'riżorsi tal-kobalt, l-iżvilupp ta' superligi bbażati fuq il-kobalt huwa ristrett.

Fl-1940, ġew żviluppati wkoll superligi bbażati fuq il-ħadid. Fis-snin 50, dehru ditti bħal A-286 u Incoloy901. Madankollu, minħabba stabbiltà fqira f'temperatura għolja, l-iżvilupp ilu bil-mod mis-sittinijiet. L-Unjoni Sovjetika bdiet tipproduċi superligi bbażati fuq in-nikil tad-ditta "ЭИ" madwar l-1950, u aktar tard ipproduċiet superligi deformati serje "ЭП" u superligi fondut serje ЖС. Iċ-Ċina bdiet il-produzzjoni ta 'prova ta' ligi ta 'temperatura għolja fl-1956, u gradwalment iffurmat is-serje "GH" ta' superligi deformati u s-serje "K" ta 'superligi fondut. Fis-snin sebgħin, l-Istati Uniti użaw ukoll proċessi ta 'produzzjoni ġodda biex jimmanifatturaw xfafar kristallizzati direzzjonali u diski tat-turbini tal-metallurġija tat-trab, u żviluppaw komponenti ta' liga ta 'temperatura għolja bħal xfafar ta' kristall wieħed biex jissodisfaw il-ħtiġijiet dejjem akbar tat-temperaturi tad-dħul tat-turbini tal-magni tal-inġenji tal-ajru.

S'issa, il-pajjiżi kollha qed jirriċerkaw ligi ġodda ta 'temperatura għolja, jagħmlu skoperti kontinwi, innovazzjonijiet, u jespandu oqsma ta' applikazzjoni. Fl-iżvilupp tal-industrija moderna, ovvjament saru materjal ta 'liga indispensabbli.

(1) Liga ta 'temperatura għolja bbażata fuq il-ħadid

Ligi ta 'temperatura għolja bbażati fuq il-ħadid jistgħu jissejħu wkoll azzar liga reżistenti għas-sħana. Il-matriċi tagħha hija element Fe, b'ammont żgħir ta 'Ni, Cr u elementi oħra ta' liga miżjuda. L-azzar liga reżistenti għas-sħana jista 'jinqasam f'martensite, austenite, pearlite, ferrite azzar reżistenti għas-sħana, eċċ skond ir-rekwiżiti ta' normalizzazzjoni tiegħu.

(2) Liga ta 'temperatura għolja bbażata fuq in-nikil

Ligi ta 'temperatura għolja bbażati fuq in-nikil fihom aktar minn nofs in-nikil u huma adattati għal kundizzjonijiet tax-xogħol 'il fuq minn 1000 grad. Bl-użu ta 'soluzzjoni solida u proċessar ta' tixjiħ, ir-reżistenza għat-tkaxkir u s-saħħa tal-produzzjoni kompressiva jistgħu jitjiebu ħafna. Fil-preżent, ibbażata fuq l-analiżi tas-superligi użati f'ambjenti ta 'temperatura għolja, l-ambitu tal-użu ta' superligi bbażati fuq in-nikil jaqbeż ħafna l-użu ta 'superligi bbażati fuq ħadid u kobalt. Fl-istess ħin, liga ta 'temperatura għolja bbażata fuq in-nikil hija wkoll il-liga ta' temperatura għolja bl-akbar produzzjoni u l-akbar użu f'pajjiżi. Ħafna xfafar tat-turbini tal-magna tat-turbini u kmamar tal-kombustjoni, u anke turbochargers jużaw ukoll ligi bbażati fuq in-nikil bħala materjali ta 'preparazzjoni. Għal aktar minn nofs seklu, il-kapaċitajiet ta 'temperatura għolja ta' materjali ta 'temperatura għolja użati f'magni aerospazjali żdiedu minn 750 grad fl-aħħar tas-snin 40 għal 1200 grad fl-aħħar tad-disgħinijiet. Għandu jingħad li dan it-titjib enormi wassal ukoll għal titjib fil-proċessi tal-ikkastjar, kisi tal-wiċċ, eċċ Żvilupp rapidu.

(3) Liga ta 'temperatura għolja bbażata fuq il-kobalt

Ligi ta 'temperatura għolja bbażati fuq il-kobalt jużaw il-kobalt bħala l-matriċi, u l-kontenut tal-kobalt jammonta għal madwar 60%. Fl-istess ħin, jeħtieġ li jiżdiedu elementi bħal Cr u Ni biex itejbu r-reżistenza tas-sħana tal-liga ta 'temperatura għolja. Għalkemm din il-liga ta 'temperatura għolja għandha reżistenza aħjar għas-sħana, minħabba diversi pajjiżi L-output tar-riżorsi tal-kobalt huwa relattivament żgħir u l-ipproċessar huwa diffiċli, għalhekk l-ammont mhuwiex kbir. Normalment jintuża f'kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja (600 ~ 1000 grad) u partijiet ta' temperatura għolja soġġetti għal stress kumpless estrem għal żmien twil, bħalma huma x-xfafar tax-xogħol ta 'magni tal-ajru, diski tat-turbini, komponenti hot-end ta' kmamar tal-kombustjoni, u magni aerospazjali. Sabiex tinkiseb reżistenza tas-sħana aħjar, taħt kundizzjonijiet normali, għandhom jiżdiedu elementi bħal W, MO, Ti, Al, u Co waqt il-preparazzjoni biex jiżguraw ir-reżistenza superjuri tas-sħana u r-reżistenza għall-għeja tiegħu.

Skont it-tip ta 'tisħiħ tal-liga, ligi ta' temperatura għolja jistgħu jinqasmu f'ligi ta 'temperatura għolja msaħħa soluzzjoni solida u ligi msaħħa ta' preċipitazzjoni tal-età.

(1) Tip imsaħħaħ ta 'soluzzjoni solida

L-hekk imsejjaħ tip ta 'tisħiħ tas-soluzzjoni solida huwa li żżid xi elementi tal-liga ma' ligi ta 'temperatura għolja bbażati fuq ħadid, nikil jew kobalt biex jiffurmaw struttura ta' austenite ta 'fażi waħda. L-atomi tas-solut jgħawġu l-kannizzata tal-matriċi tas-soluzzjoni solida, li żżid ir-reżistenza taż-żlieq fis-soluzzjoni solida u ssaħħaħha. Xi atomi tas-soluti jistgħu jnaqqsu l-enerġija tal-ħsara tal-istivar tas-sistema tal-liga, iżidu t-tendenza ta 'dekompożizzjoni ta' dislokazzjoni, jagħmlu cross-slip diffiċli, u jsaħħu l-liga biex jinkiseb l-iskop li jissaħħu ligi b'temperatura għolja.

(2) Tixjiħ tat-tisħiħ tal-preċipitazzjoni

L-hekk imsejjaħ tisħiħ tal-preċipitazzjoni tal-età huwa proċess ta 'trattament tas-sħana li fih il-biċċa tax-xogħol tal-liga tgħaddi minn trattament ta' soluzzjoni solida, deformazzjoni tal-plastik kiesaħ, u titqiegħed f'temperatura ogħla jew temperatura tal-kamra biex iżżomm il-proprjetajiet tagħha. Per eżempju: liga GH4169 għandha qawwa ta 'rendiment massimu ta' 1000MPa f'650 grad, u t-temperatura tal-liga biex isiru xfafar tista 'tilħaq 950 grad.

Diviż b'metodi ta 'formazzjoni ta' materjal: ligi fondut b'temperatura għolja (inklużi ligi ordinarji ta 'ikkastjar, ligi ta' kristall wieħed, ligi direzzjonali, eċċ.), ligi ta 'temperatura għolja deformati, u ligi ta' temperatura għolja tal-metallurġija tat-trab (inkluż metallurġija tat-trab ordinarja u dispersjoni tal-ossidu- ligi msaħħa b'temperatura għolja).

(1) Tidwib liga ta 'temperatura għolja

Materjali ta 'liga li jużaw metodi ta' ikkastjar biex jippreparaw direttament il-partijiet jissejħu ligi fonduti b'temperatura għolja. Skont il-kompożizzjoni tal-matriċi tal-liga, tista 'tinqasam fi tliet tipi: superliga tal-ikkastjar ibbażata fuq il-ħadid, superliga tal-ikkastjar ibbażata fuq in-nikil u superliga tal-ikkastjar ibbażata fuq id-djamanti. Skont il-metodu ta 'kristallizzazzjoni, jista' jinqasam f'erba 'tipi: superliga fonduta polikristallina, superliga fonduta ta' solidifikazzjoni direzzjonali, superliga fonduta ewtektika direzzjonali u superliga fonduta ta 'kristall singolu.

(2) Liga ta 'temperatura għolja deformata

Għadu l-materjal l-aktar użat komunement fil-magni aerospazjali u huwa użat ħafna fid-dar u barra. il-produzzjoni annwali ta' pajjiżi ta' superligi deformati hija madwar 1/8 ta' dik tal-Istati Uniti [2]. Meta tieħu l-liga GH4169 bħala eżempju, hija l-varjetà ewlenija bl-aktar applikazzjonijiet fid-dar u barra. F'pajjiżi, boltijiet, kompressuri u roti, u twaġen tal-braga taż-żejt tal-magni turboxaft jintużaw prinċipalment bħala partijiet ewlenin. Hekk kif prodotti oħra ta 'liga jsiru dejjem aktar maturi, id-deformazzjoni sseħħ f'temperaturi għoljin. L-użu ta' ligi jista' jonqos gradwalment iżda se jibqa' dominanti fid-deċennji li ġejjin.

(3) Liga ġdida ta 'temperatura għolja

Inklużi ligi ta 'temperatura għolja ta' trab, komposti intermetalliċi ta 'titanju-aluminju, ligi ta' temperatura għolja msaħħa bit-tixrid ta 'ossidu, ligi ta' temperatura għolja reżistenti għall-korrużjoni, metallurġija tat-trab u nanomaterjali u segmenti oħra tal-prodott.

①Il-grad ta 'liga tat-tielet ġenerazzjoni ta' superligi tat-trab ġie mtejjeb, li jippermettilu jqis il-vantaġġi tal-ewwel żewġ ġenerazzjonijiet u jikseb saħħa ogħla u ħsara aktar baxxa. Il-proċess tal-produzzjoni tas-superligi tat-trab qed isir dejjem aktar matur. Fil-futur, jista 'jiġi żviluppat mill-aspetti li ġejjin: Preparazzjoni tat-trab, proċess ta' trattament tas-sħana, teknoloġija ta 'simulazzjoni tal-kompjuter, disk tat-trab ta' prestazzjoni doppja;

②Komposti intermetalliċi tat-titanju-aluminju ġew żviluppati għar-raba 'ġenerazzjoni, u qed jespandu gradwalment fiż-żewġ direzzjonijiet ta' mikro-element b'ħafna elementi u mikro-element ta 'element kbir. L-Università ta 'Hamburg fil-Ġermanja, l-Università ta' Kyoto fil-Ġappun, u ċ-Ċentru GKSS fil-Ġermanja kollha wettqu riċerka estensiva dwar it-titanju. Komposti intermetalliċi ta 'l-aluminju issa jintużaw fil-bini tal-vapuri, bijomediċi, u oqsma ta' oġġetti sportivi;

③Superligi msaħħa bit-tixrid ta 'l-ossidu huma parti minn superligi tat-trab. Hemm kważi 20 tip taħt produzzjoni u żvilupp. Għandhom qawwa ta 'temperatura għolja għolja u koeffiċjenti ta' stress baxx u huma użati b'mod wiesa 'f'komponenti reżistenti għas-sħana u kontra l-ossidazzjoni ta' turbini tal-gass, magni aerospazjali avvanzati, eċċ Reattur petrokimiku, eċċ .;

④Ligi ta 'temperatura għolja reżistenti għall-korrużjoni jintużaw prinċipalment biex jissostitwixxu materjali refrattorji u azzar reżistenti għas-sħana fl-oqsma tal-kostruzzjoni u l-ajruspazju.

Pjanċa tal-Liga tal-Memorja NiTi

Wajer Nitinol Mediku