Giga otutu alloy ni tun npe ni ooru agbara alloy. Gẹgẹbi ilana matrix, awọn ohun elo le pin si awọn ẹka mẹta: orisun nickel ti irin ati orisun chromium. Gẹgẹbi ipo iṣelọpọ, o le pin si superalloy abuku ati simẹnti superalloy.
O jẹ ohun elo aise ti ko ṣe pataki ni aaye afẹfẹ. O jẹ ohun elo bọtini fun apakan iwọn otutu giga ti afẹfẹ ati awọn ẹrọ iṣelọpọ ọkọ ofurufu. O jẹ lilo akọkọ fun iyẹwu ijona iṣelọpọ, abẹfẹlẹ tobaini, abẹfẹlẹ itọsọna, konpireso ati disiki tobaini, ọran turbine ati awọn ẹya miiran. Iwọn iwọn otutu iṣẹ jẹ 600 ℃ - 1200 ℃. Iṣoro ati awọn ipo ayika yatọ pẹlu awọn ẹya ti a lo. Awọn ibeere to muna wa fun ẹrọ, ti ara ati awọn ohun-ini kemikali ti alloy. O jẹ ifosiwewe ipinnu fun iṣẹ ṣiṣe, igbẹkẹle ati igbesi aye ẹrọ naa. Nitorinaa, superalloy jẹ ọkan ninu awọn iṣẹ ṣiṣe iwadii bọtini ni awọn aaye ti afẹfẹ ati aabo orilẹ-ede ni awọn orilẹ-ede to ti dagbasoke.
Awọn ohun elo akọkọ ti superalloys ni:
1. Giga otutu alloy fun iyẹwu ijona
Iyẹwu ijona (ti a tun mọ si tube ina) ti ẹrọ turbine ọkọ ofurufu jẹ ọkan ninu awọn paati iwọn otutu ti o ga julọ. Niwọn igba ti atomization epo, epo ati gaasi dapọ ati awọn ilana miiran ni a ṣe ni iyẹwu ijona, iwọn otutu ti o pọ julọ ninu iyẹwu ijona le de ọdọ 1500 ℃ - 2000 ℃, ati iwọn otutu odi ni iyẹwu ijona le de ọdọ 1100 ℃. Ni akoko kanna, o tun jẹri aapọn gbona ati aapọn gaasi. Pupọ awọn ẹrọ ti o ni ipa ti o ga / ipin iwuwo lo awọn iyẹwu ijona annular, eyiti o ni gigun kukuru ati agbara ooru giga. Iwọn otutu ti o pọ julọ ninu iyẹwu ijona de 2000 ℃, ati iwọn otutu odi de 1150 ℃ lẹhin fiimu gaasi tabi itutu agbaiye. Awọn gradients iwọn otutu ti o tobi laarin awọn oriṣiriṣi awọn ẹya yoo ṣe ipilẹṣẹ aapọn igbona, eyiti yoo dide ati ṣubu ni mimu nigbati ipo iṣẹ ba yipada. Ohun elo naa yoo jẹ koko-ọrọ si mọnamọna gbona ati fifuye rirẹ gbona, ati pe ipalọlọ yoo wa, awọn dojuijako ati awọn aṣiṣe miiran. Ni gbogbogbo, iyẹwu ijona jẹ ti alloy dì, ati pe awọn ibeere imọ-ẹrọ jẹ akopọ bi atẹle ni ibamu si awọn ipo iṣẹ ti awọn ẹya kan pato: o ni diẹ ninu awọn resistance ifoyina ati idena ipata gaasi labẹ awọn ipo ti lilo alloy otutu giga ati gaasi; O ni diẹ ninu lẹsẹkẹsẹ ati agbara ifarada, iṣẹ rirẹ gbona ati alasọdipúpọ imugboroosi kekere; O ni ṣiṣu to ati agbara weld lati rii daju ṣiṣe, ṣiṣe ati asopọ; O ni iduroṣinṣin iṣeto ti o dara labẹ iwọn otutu lati rii daju iṣẹ igbẹkẹle laarin igbesi aye iṣẹ.
a. MA956 alloy laminate laminate
Ni ipele ibẹrẹ, laminate ti o ni laini jẹ ti HS-188 alloy alloy nipasẹ isọpọ kaakiri lẹhin ti o ya aworan, etched, grooved ati punched. Layer ti inu le ṣee ṣe si ikanni itutu agbaiye ti o dara ni ibamu si awọn ibeere apẹrẹ. Itutu agbaiye eto nikan nilo 30% ti gaasi itutu agbaiye ti fiimu itutu agbaiye, eyiti o le mu iṣẹ ṣiṣe ti iwọn otutu ti ẹrọ naa pọ si, dinku agbara gbigbe ooru gangan ti ohun elo iyẹwu ijona, dinku iwuwo, ati mu iwuwo titari pọ si. ipin. Ni lọwọlọwọ, o tun jẹ dandan lati ya nipasẹ imọ-ẹrọ bọtini ṣaaju ki o to le lo si lilo iṣe. Laminate ti o wa la kọja ti MA956 jẹ iran tuntun ti ohun elo iyẹwu ijona ti Amẹrika ti ṣafihan, eyiti o le ṣee lo ni 1300 ℃.
b. Ohun elo ti awọn akojọpọ seramiki ni iyẹwu ijona
Orilẹ Amẹrika ti bẹrẹ lati rii daju iṣeeṣe ti lilo awọn ohun elo amọ fun awọn turbines gaasi lati ọdun 1971. Ni ọdun 1983, diẹ ninu awọn ẹgbẹ ti o ṣiṣẹ ni idagbasoke awọn ohun elo to ti ni ilọsiwaju ni Amẹrika ti ṣe agbekalẹ lẹsẹsẹ awọn afihan iṣẹ ṣiṣe fun awọn turbin gas ti a lo ninu ọkọ ofurufu to ti ni ilọsiwaju. Awọn itọkasi wọnyi jẹ: mu iwọn otutu iwọle tobaini pọ si 2200 ℃; Ṣiṣẹ labẹ ipo ijona ti iṣiro kemikali; Din iwuwo ti a lo si awọn ẹya wọnyi lati 8g/cm3 si 5g/cm3; Fagilee itutu ti irinše. Lati le pade awọn ibeere wọnyi, awọn ohun elo ti a ṣe iwadi pẹlu graphite, matrix irin, awọn akojọpọ matrix seramiki ati awọn agbo ogun intermetallic ni afikun si awọn ohun elo amọ-ọkan. Awọn akojọpọ seramiki matrix (CMC) ni awọn anfani wọnyi:
Imugboroosi imugboroja ti ohun elo seramiki kere pupọ ju ti alloy ti o da lori nickel, ati pe ibora jẹ rọrun lati peeli kuro. Ṣiṣe awọn akojọpọ seramiki pẹlu irin agbedemeji rilara le bori abawọn ti flaking, eyiti o jẹ itọsọna idagbasoke ti awọn ohun elo iyẹwu ijona. Ohun elo yii le ṣee lo pẹlu 10% - 20% afẹfẹ itutu agbaiye, ati iwọn otutu ti idabobo irin pada jẹ iwọn 800 ℃, ati iwọn otutu ti o ni iwọn otutu jẹ kekere ju ti itutu agbaiye oriṣiriṣi ati itutu fiimu. Simẹnti superalloy B1900+ seramiki tile aabo ti a bo ni a lo ninu ẹrọ V2500, ati pe itọsọna idagbasoke ni lati ropo tile B1900 (pẹlu bora seramiki) pẹlu ipilẹ-orisun SiC tabi idapọpọ anti-oxidation C/C. Apapo matrix seramiki jẹ ohun elo idagbasoke ti iyẹwu ijona ẹrọ pẹlu ipin iwuwo ti 15-20, ati iwọn otutu iṣẹ rẹ jẹ 1538 ℃ - 1650 ℃. O ti lo fun tube ina, lilefoofo odi ati afterburner.
2. Giga otutu alloy fun turbine
Afẹfẹ tobaini Aero-engine jẹ ọkan ninu awọn paati ti o ni ẹru iwọn otutu ti o nira julọ ati agbegbe iṣẹ ti o buru julọ ninu ẹrọ aero-ero. O ni lati jẹri pupọ pupọ ati wahala eka labẹ iwọn otutu giga, nitorinaa awọn ibeere ohun elo rẹ muna pupọ. Awọn superalloys fun awọn abẹfẹlẹ turbine-engine ti pin si:
a.High otutu alloy fun guide
Deflector jẹ ọkan ninu awọn apakan ti ẹrọ tobaini ti o ni ipa julọ nipasẹ ooru. Nigbati ijona aiṣedeede ba waye ninu iyẹwu ijona, fifuye alapapo ti vane itọsọna ipele akọkọ jẹ nla, eyiti o jẹ idi akọkọ fun ibajẹ ti vane itọsọna. Iwọn otutu iṣẹ rẹ jẹ nipa 100 ℃ ti o ga ju ti abẹfẹlẹ tobaini lọ. Awọn iyato ni wipe aimi awọn ẹya ara wa ni ko koko ọrọ si darí fifuye. Nigbagbogbo, o rọrun lati fa aapọn igbona, ipalọlọ, kiraki rirẹ gbigbona ati sisun agbegbe ti o ṣẹlẹ nipasẹ iyipada iwọn otutu iyara. Alloy vane Itọsọna naa yoo ni awọn ohun-ini wọnyi: agbara iwọn otutu ti o to, iṣẹ ṣiṣe ti nrakò ati iṣẹ rirẹ gbona ti o dara, resistance ifoyina giga ati iṣẹ ipata gbona, aapọn gbona ati resistance gbigbọn, agbara abuku, ilana simẹnti to dara iṣẹ ṣiṣe ati weldability, ati iṣẹ aabo ti a bo.
Lọ́wọ́lọ́wọ́ báyìí, àwọn ẹ́ńjìnnì onílọsíwájú púpọ̀ pẹ̀lú ìtúmọ̀ gíga/ìwọ̀n níwọ̀n bí ó ti ń lo àwọn abẹ̀fẹ́ simẹnti ṣofo, ati pe itọsọna ati awọn superalloys orisun nickel gara kan ṣoṣo ni a yan. Enjini ti o ni ipin iwuwo-giga ni iwọn otutu giga ti 1650 ℃ - 1930 ℃ ati pe o nilo lati ni aabo nipasẹ ibora idabobo gbona. Iwọn otutu iṣẹ ti alloy abẹfẹlẹ labẹ itutu agbaiye ati awọn ipo aabo ti a bo jẹ diẹ sii ju 1100 ℃, eyiti o gbe siwaju awọn ibeere tuntun ati giga julọ fun idiyele iwuwo iwọn otutu ti ohun elo abẹfẹlẹ itọsọna ni ọjọ iwaju.
b. Superalloys fun tobaini abe
Awọn abẹfẹlẹ tobaini jẹ awọn ẹya yiyi-ooru bọtini ti awọn ẹrọ aero-ero. Iwọn otutu iṣẹ wọn jẹ 50 ℃ - 100 ℃ kekere ju awọn abẹfẹlẹ itọsọna. Wọn jẹ aapọn centrifugal nla, aapọn gbigbọn, aapọn gbona, ṣiṣan ṣiṣan afẹfẹ ati awọn ipa miiran nigba yiyi, ati awọn ipo iṣẹ ko dara. Igbesi aye iṣẹ ti awọn paati ipari gbigbona ti ẹrọ pẹlu itusilẹ giga / ipin iwuwo jẹ diẹ sii ju 2000h. Nitorina, awọn tobaini abẹfẹlẹ alloy yoo ni ga ti nrakò resistance ati rupture agbara ni iṣẹ otutu, ti o dara ga ati alabọde otutu okeerẹ-ini, gẹgẹ bi awọn ga ati kekere ọmọ rirẹ, tutu ati ki o gbona rirẹ, to plasticity ati ikolu toughness, ati ogbontarigi ifamọ; Agbara ifoyina giga ati resistance ipata; Imudara igbona ti o dara ati alasọdipúpọ kekere ti imugboroosi laini; Iṣẹ ṣiṣe simẹnti to dara; Iduroṣinṣin igbekalẹ igba pipẹ, ko si ojoriro alakoso TCP ni iwọn otutu iṣẹ. Alloy ti a lo lọ nipasẹ awọn ipele mẹrin; Awọn ohun elo alloy ti o bajẹ pẹlu GH4033, GH4143, GH4118, ati bẹbẹ lọ; Awọn ohun elo ti simẹnti simẹnti pẹlu K403, K417, K418, K405, goolu ti o ni itọnisọna ti o ni itọnisọna DZ4, DZ22, DD3 alloy crystal DD3, DD8, PW1484, bbl Ni bayi, o ti ni idagbasoke si iran kẹta ti awọn ohun-ọṣọ crystal kan. China ká nikan gara alloy DD3 ati DD8 ti wa ni atele lo ninu China ká turbines, turbofan enjini, baalu ati shipborne enjini.
3. Giga otutu alloy fun tobaini disk
Disiki tobaini jẹ apakan yiyi ti o ni wahala julọ ti ẹrọ tobaini. Iwọn otutu ṣiṣẹ ti flange kẹkẹ ti ẹrọ pẹlu ipin iwuwo ti 8 ati 10 de 650 ℃ ati 750 ℃, ati iwọn otutu ti aarin kẹkẹ jẹ nipa 300 ℃, pẹlu iyatọ iwọn otutu nla. Lakoko yiyi deede, o wakọ abẹfẹlẹ lati yiyi ni iyara giga ati gba agbara centrifugal ti o pọju, aapọn gbona ati aapọn gbigbọn. Ibẹrẹ ati iduro kọọkan jẹ ọmọ, aarin kẹkẹ. Ọfun, iho isalẹ ati rim gbogbo jẹri awọn aapọn akojọpọ oriṣiriṣi. A nilo alloy lati ni agbara ikore ti o ga julọ, lile ipa ati ko si akiyesi ogbontarigi ni iwọn otutu iṣẹ; Imugboroosi laini kekere; Diẹ ninu ifoyina ati idena ipata; Ti o dara Ige išẹ.
4. Aerospace superalloy
Superalloy ti o wa ninu ẹrọ rọketi olomi ni a lo bi nronu injector idana ti iyẹwu ijona ni iyẹwu titari; Tobaini fifa igbonwo, flange, lẹẹdi RUDDER fastener, ati be be lo ga otutu alloy ni omi rocket engine ti wa ni lo bi idana iyẹwu injector nronu ni tì Iyẹwu; Tobaini fifa igbonwo, flange, graphite RUDDER fastener, bbl GH4169 ti wa ni lo bi awọn ohun elo ti turbine rotor, ọpa, ọpa sleeve, fastener ati awọn miiran pataki ti nso awọn ẹya ara.
Awọn ohun elo iyipo turbine ti ẹrọ rọketi omi omi Amẹrika ni akọkọ pẹlu paipu gbigbemi, abẹfẹlẹ turbine ati disk. GH1131 alloy jẹ lilo pupọ julọ ni Ilu China, ati abẹfẹlẹ turbine da lori iwọn otutu ṣiṣẹ. Inconel x, Alloy713c, Astroloy ati Mar-M246 yẹ ki o lo lẹsẹsẹ; Awọn ohun elo disiki kẹkẹ pẹlu Inconel 718, Waspaloy, ati bẹbẹ lọ GH4169 ati GH4141 awọn turbines ti o wa ni lilo julọ, ati GH2038A ti lo fun ọpa ẹrọ.