Kemična sestava visokotemperaturnih zlitin
Visokotemperaturne zlitine temeljijo na železu, niklju, kobaltu in drugih glavnih elementih, kot so krom, aluminij, titan, volfram, molibden itd. Kot primarni kovinski materiali lahko delujejo dolgo časa pri temperaturah nad 600 stopinj in določeni obremenitvi pogoji. Imajo številne prednosti pri visokotemperaturni trdnosti, odpornosti proti oksidaciji, odpornosti proti vroči koroziji, zmogljivosti proti utrujenosti, lomni žilavosti in drugih vidikih.
Uporaba visokotemperaturnih zlitin
Visokotemperaturne zlitine se pogosto uporabljajo v vesoljski industriji, jedrski energiji, avtomobilski industriji, plinskih turbinah, petrokemični in drugih področjih.
Z vidika scenarijev uporabe globalnega trga visokotemperaturnih zlitin je vesoljska industrija že dolgo na prvem mestu, pri čemer tržno povpraševanje predstavlja več kot 56 %, ki se večinoma uporablja v proizvodnji letalskih motorjev in letalskih pritrdilnih elementov.
Razvrstitev visokotemperaturnih zlitin
Visokotemperaturna zlitina na osnovi železa
Visokotemperaturna zlitina na osnovi niklja
Visokotemperaturna zlitina na osnovi železa
Uporablja se pri nižjih temperaturah, 600-850 stopinj, običajno se uporablja v delih motorjev z nižjimi delovnimi temperaturami, kot so turbinski diski, ohišja in gredi. Obstaja veliko vrst visokotemperaturnih zlitin na osnovi železa, vključno z:
Časovno utrjene zlitine na osnovi železa. Kot so GH2036, GH2132, GH2135, GH2018, GH2038, GH2130, GH2136, GH2302, GH2696 itd.
Zlitina na osnovi železa, ojačana s trdno raztopino. Vključno z GH1015, GH1035, GH1040, GH1131, GH1140 itd.
Druge posebne vrste visokotemperaturnih zlitin na osnovi železa. Na primer GH747, GH214, GH455 itd., ki imajo odpornost proti oksidaciji pri ultra visokih temperaturah ali odlično delovanje v posebnih okoljih.
Visokotemperaturna zlitina na osnovi niklja
Z najvišjo temperaturo uporabe približno 1000 stopinj se materiali iz visokotemperaturnih zlitin na osnovi niklja pogosto uporabljajo pri izdelavi najbolj vročih končnih delov turboreaktivnih letalskih motorjev in različnih industrijskih plinskih turbin, kot so delovne lopatice, vodilne lopatice in turbine. stopnje zlitin na osnovi niklja: monel400, monelk500, Inconel600, Inconel601, Inconel625, Inconel690, Incoel718, InconelX750, Incoiloy800, Incoloy825, HastelloyC276, Hastelloyc22, Hastelloyb2 itd.
Visokotemperaturna zlitina na osnovi kobalta
Materiali iz visokotemperaturne zlitine na osnovi kobalta se uporabljajo pri temperaturi približno 950 stopinj, imajo dobro sposobnost ulivanja in varjenja ter se večinoma uporabljajo kot material vodilnih rezil. Zaradi omejenih virov kobalta je ta vrsta zlitine draga. Zlitina na osnovi kobalta je široko uporabljen material za izdelavo komponent, odpornih na vročino, z odlično odpornostjo na visoke temperature in dobro mehansko trdnostjo.
Tukaj je nekaj tipičnih zlitin na osnovi kobalta in njihove uporabe:
Serija Haynes: vključno s Haynes25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X-40, Stellite6B itd. Te zlitine se pogosto uporabljajo v proizvodnji letalskih motorjev, turbin in druge visokotemperaturne opreme.
Kitajske znamke, kot so GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640 in DZ40M. Te vrste zlitin se pogosto uporabljajo tudi na Kitajskem.
Serija WC Co: Trde zlitine na osnovi kobalta z volframovim karbidom (WC) kot glavno trdo fazo in kobaltom (Co) kot vezno fazo. Razredi vključujejo YG6, YG8, YG6X, YG8C, YG10 itd. Ta vrsta materiala se pogosto uporablja v proizvodnih orodjih in kalupih.
Serija TiC Ni: Trde zlitine na osnovi kobalta s titanovim karbidom (TiC) kot glavno trdo fazo in nikljem (Ni) kot vezno fazo. Razredi vključujejo YT5, YT15, YT14 itd. Ti materiali so primerni za izdelavo delov in rezalnih orodij, odpornih proti obrabi.
Serija TiC NiMo: trde zlitine na osnovi kobalta, ki združujejo trde faze titanovega karbida (TiC) in molibdenovega karbida (Mo2C), kot tudi niklja (Ni) kot vezne faze. Razredi vključujejo YXM1, YXM4 itd. Ti materiali so primerni za izdelavo komponent, ki so odporne proti koroziji in visokotemperaturnim okoljem.
GH605: To je tipična kakovost deformacijskih visokotemperaturnih zlitin na osnovi kobalta, ki so podobne ali ustrezajo stopnjam, kot so L605, HS25, WF-11, AIS1670, UNSR30605, KC20WN itd.
Visokotemperaturne zlitine delimo na:
Deformabilna visokotemperaturna zlitina: Uporablja se pri temperaturi 600-1000 stopinj, običajno se uporablja v diskih kompresorjev in turbinskih diskih v motorjih, z relativno nizko trdnostjo, dobro plastičnostjo, vročo obdelavo in varljivostjo.
Visokotemperaturne zlitine za ulivanje: lahko jih razdelimo v tri kategorije: enakoosne visokotemperaturne zlitine, usmerjeno strjene stebraste visokotemperaturne zlitine in monokristalne visokotemperaturne zlitine.
1) Enakoosna kristalna visokotemperaturna zlitina: uporablja se pri temperaturi 1000 stopinj in z uporabo tradicionalnih metod litja z vložkom, njena temperaturna nosilnost je relativno nizka. Uporablja se predvsem v zadnjih nekaj stopnjah nizkotlačnih turbinskih lopatic, s širokim spektrom uporabe, predstavlja 60-70 % vseh komponent za ulivanje, vendar je dodani dobiček izdelka nizek.
2) Visokotemperaturna stebrasta zlitina z usmerjenim strjevanjem: uporablja se pri temperaturi 1000-1100 stopinj, izdelana s tehnologijo usmerjenega strjevanja, z relativno visoko temperaturno nosilnostjo. Uporablja se predvsem za delovne lopatice prvih nekaj stopenj nizkotlačnih turbin, pa tudi za prvo in drugo stopnjo delovnih lopatic nekaterih visokotlačnih turbin motorjev. Področje uporabe je omejeno na delovna rezila, izdelek pa ima visoke dodatne dobičke.
3) Monokristalna visokotemperaturna zlitina: uporablja se pri temperaturi 1200 stopinj, izdelana s tehnologijo usmerjenega strjevanja in izbire kristalov. Ima najvišjo temperaturno nosilnost in se uporablja predvsem za napredne visokotlačne lopatice rotorja motorjev in sprednje dvostopenjske lopatice nizkotlačne turbine. Njegov obseg uporabe je omejen na delovna rezila, izdelek pa ima največji dodatni dobiček.
Nove visokotemperaturne zlitine
Nove visokotemperaturne zlitine se nanašajo na visokotemperaturne zlitine, proizvedene z novimi proizvodnimi procesi, predvsem vključno z visokotemperaturnimi zlitinami v prahu in visokotemperaturnimi zlitinami, utrjenimi z disperzijo (ODS).
1) Visokotemperaturna zlitina v prahu: uporablja se pri temperaturi 1100 stopinj. To je proizvodni proces, ki visokotemperaturne zlitine atomizira v prah in jih nato oblikuje v visokotemperaturne zlitine z vročim izostatičnim stiskanjem ali vročim izostatičnim stiskanjem in kovanjem. Ima značilnosti visoke stopnje izkoriščenosti kovine, nizkih stroškov in relativno visoke temperaturne nosilnosti. Trenutno se uporablja predvsem v turbinskih diskih in turbinskih lopaticah ter je odličen material za visokotemperaturne komponente, kot so turbinski diski motorjev z visokim razmerjem potiska in teže, kompresorski diski in lopute turbin.
2) Disperzijsko ojačana visokotemperaturna zlitina (ODS): uporablja se pri temperaturi 1200 stopinj, izdelana s podobnim postopkom metalurgije prahu, z visoko temperaturno nosilnostjo, uporablja se predvsem v plamenskih ceveh, vodilnih lopaticah in turbinskih lopaticah.
