Κράματα υψηλής θερμοκρασίας: κύρια υλικά που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική
I. Επισκόπηση
1. Σύνθεση κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας
Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας βασίζονται σε σίδηρο, νικέλιο και κοβάλτιο. Τα άλλα βασικά στοιχεία είναι το χρώμιο, το αλουμίνιο, το τιτάνιο, το βολφράμιο, το μολυβδαίνιο κ.λπ. Ως πρώτης τάξεως μεταλλικό υλικό, μπορούν να λειτουργήσουν πάνω από 600 βαθμούς και κάτω από ορισμένες συνθήκες καταπόνησης για μεγάλο χρονικό διάστημα. Έχουν αντοχή και αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία. Έχει πολλαπλά πλεονεκτήματα όσον αφορά την οξείδωση, την αντίσταση στη θερμή διάβρωση, την απόδοση κόπωσης, την αντοχή σε θραύση κ.λπ.
2. Εφαρμογή κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας
Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική, την πυρηνική ενέργεια, την αυτοκινητοβιομηχανία, τους αεριοστρόβιλους, τα πετροχημικά και άλλα πεδία.
Από τα σενάρια εφαρμογής της παγκόσμιας αγοράς κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας, ο τομέας της αεροδιαστημικής κατέχει εδώ και καιρό την πρώτη θέση, αντιπροσωπεύοντας περισσότερο από το 56% της ζήτησης της αγοράς και χρησιμοποιείται κυρίως στην κατασκευή αεροδιαστημικών κινητήρων και αεροδιαστημικών συνδετήρων.
2. Ταξινόμηση κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας
1. Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας χωρίζονται σε: σύμφωνα με βασικά στοιχεία:
Κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το σίδερο: έχουν χαμηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας, 600~850 μοίρες και χρησιμοποιούνται γενικά σε μέρη κινητήρων με χαμηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας, όπως δίσκους τουρμπίνας, περιβλήματα, άξονες και άλλα μέρη.
Κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο: έχουν την υψηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας, περίπου 1000 βαθμούς, και χρησιμοποιούνται ευρέως για την κατασκευή των πιο καυτών εξαρτημάτων αεροκινητήρων στροβιλοκινητήρων και διαφόρων βιομηχανικών αεριοστροβίλων, όπως πτερύγια τουρμπίνας, πτερύγια οδηγών, στροβίλων κ.λπ.
Κράμα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το κοβάλτιο: Η θερμοκρασία λειτουργίας είναι περίπου 950 μοίρες. Έχει καλή χυτότητα και συγκολλησιμότητα. Χρησιμοποιείται κυρίως ως υλικό λεπίδας οδήγησης. Λόγω των χαμηλών πόρων κοβαλτίου, αυτός ο τύπος κράματος είναι ακριβός.
2. Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας χωρίζονται σε: ανάλογα με τη διαδικασία κατασκευής:
Παραμορφωμένο κράμα υψηλής θερμοκρασίας: Η θερμοκρασία λειτουργίας είναι 600-1000 βαθμοί . Χρησιμοποιείται γενικά σε δίσκους συμπιεστών και σε δίσκους τουρμπίνας σε κινητήρες. Έχει σχετικά χαμηλή αντοχή και καλή πλαστικότητα, θερμική επεξεργασία και συγκολλησιμότητα.
Υπερκράματα χύτευσης: μπορούν να υποδιαιρεθούν σε τρεις κατηγορίες: υπερκράματα ισοαξονικών κρυστάλλων, υπερκράματα με στήλες στερεοποιημένα κατά κατεύθυνση και υπερκράματα μονοκρυστάλλων.
1) Ισοαξονικό υπερκράμα: Η θερμοκρασία λειτουργίας είναι 1000 βαθμοί . Υιοθετεί την παραδοσιακή μέθοδο χύτευσης επενδύσεων και έχει σχετικά χαμηλή φέρουσα ικανότητα θερμοκρασίας. Χρησιμοποιείται κυρίως στα πίσω πτερύγια των στροβίλων χαμηλής πίεσης. Έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και αντιπροσωπεύει το 0% όλων των χυτών. 60-70% των στοιχείων, αλλά το πρόσθετο κέρδος του προϊόντος είναι χαμηλό.
2) Κατευθυντικά στερεοποιημένο κυλινδρικό υπερκράμα: Η θερμοκρασία λειτουργίας είναι 1000-1100 βαθμοί . Κατασκευάζεται με χρήση τεχνολογίας κατευθυντικής στερεοποίησης και έχει σχετικά υψηλή αντοχή στη θερμοκρασία. Χρησιμοποιείται κυρίως στα πτερύγια εργασίας των πρώτων σταδίων των στροβίλων χαμηλής πίεσης, καθώς και στο πρώτο και δεύτερο στάδιο των στροβίλων υψηλής πίεσης σε ορισμένους κινητήρες. Πτερύγια ρότορα Κατηγορίας 1, το πεδίο εφαρμογής περιορίζεται σε πτερύγια ρότορα και το πρόσθετο κέρδος του προϊόντος είναι υψηλότερο.
3) Υπερκράμα μονού κρυστάλλου: Η θερμοκρασία λειτουργίας είναι 1200 μοίρες. Κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας τεχνολογία κατευθυντικής στερεοποίησης και επιλογής κρυστάλλων. Έχει την υψηλότερη αντοχή στη θερμοκρασία. Χρησιμοποιείται κυρίως σε πτερύγια τροχών υψηλής πίεσης προηγμένων κινητήρων και στα δύο πρώτα στάδια των πτερυγίων στροβίλου χαμηλής πίεσης. Το πεδίο εφαρμογής περιορίζεται στις λεπίδες εργασίας. Προϊόντα Το υψηλότερο πρόσθετο κέρδος.
Νέα κράματα υψηλής θερμοκρασίας: αναφέρεται σε υλικά κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας που παράγονται μέσω νέων διαδικασιών παραγωγής, συμπεριλαμβανομένων κυρίως κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας σε σκόνη και κράματα υψηλής θερμοκρασίας ενισχυμένα με διασπορά (ODS).
1) κράμα υψηλής θερμοκρασίας σε σκόνη: Η θερμοκρασία χρήσης είναι 1100 βαθμοί. Το κράμα υψηλής θερμοκρασίας ψεκάζεται σε σκόνη και στη συνέχεια χρησιμοποιείται θερμή ισοστατική συμπίεση ή θερμή ισοστατική συμπίεση και σφυρηλάτηση για την παραγωγή προϊόντων κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας. Έχει υψηλό ποσοστό χρήσης μετάλλων και χαμηλό κόστος. Έχει χαρακτηριστικά χαμηλής θερμοκρασίας και σχετικά υψηλή θερμοκρασιακή ικανότητα. Επί του παρόντος χρησιμοποιείται κυρίως σε δίσκους τουρμπίνας και πτερύγια στροβίλων. Είναι ένα εξαιρετικό υλικό για εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας, όπως δίσκους στροβίλου, δίσκους συμπιεστών και διαφράγματα στροβίλου σε κινητήρες με υψηλές αναλογίες ώσης προς βάρος.
2) Ενισχυμένο με διασπορά κράμα υψηλής θερμοκρασίας (ODS): με θερμοκρασία λειτουργίας 1200 μοιρών, κατασκευάζεται με παρόμοια διαδικασία μεταλλουργίας σκόνης και έχει ικανότητα υψηλής θερμοκρασίας. Χρησιμοποιείται κυρίως σε σωλήνες φλόγας, πτερύγια οδηγών και πτερύγια στροβίλου.
Κύρια προϊόντα
