Jaký druh slitiny označuje vysokoteplotní slitina na bázi niklu?
Vysokoteplotní slitiny na bázi niklu se týkají vysokoteplotních slitin, které používají nikl jako matrici (obsah je obecně větší než 50 %) a mají vysokou pevnost a dobrou odolnost proti oxidaci a plynové korozi v rozsahu 650 až 1000 stupňů. Vysokoteplotní slitiny na bázi niklu (dále jen slitiny na bázi niklu) byly vyvinuty koncem 30. let 20. století. Spojené království poprvé vyrobilo slitinu na bázi niklu Nimonic 75 (Ni-20Cr-0.4Ti) v roce 1941; za účelem zlepšení pevnosti při tečení byl přidán hliník k vývoji Nimonic 80 (Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al). Spojené státy v polovině{22}}, Sovětský svaz na konci 40. let a Čína v polovině{24}} také vyvinuly slitiny na bázi niklu.
deformace
Deformovaná vysokoteplotní slitina označuje typ slitiny, kterou lze zpracovat deformací za tepla a za studena, má rozsah provozních teplot -253 ~ 1320 stupňů, má dobré mechanické vlastnosti, komplexní ukazatele pevnosti a houževnatosti a má vysokou antioxidační a antikorozní vlastnosti. Podle procesu tepelného zpracování jej lze rozdělit na slitinu zpevněnou pevným roztokem a slitinu zpevněnou stárnutím.
1. Slitina zpevněná pevným roztokem
Rozsah provozních teplot je 900 ~ 1300 stupňů a maximální antioxidační teplota dosahuje 1320 stupňů. Například slitina GH128 má pevnost v tahu 850 MPa a mez kluzu 350 MPa při pokojové teplotě; pevnost v tahu 140 MPa a prodloužení 85 % při 1000 stupních; trvanlivá životnost 200 hodin a prodloužení o 40 % při 1000 stupních a namáhání 30 MPa. Slitiny pevných roztoků se obecně používají k výrobě leteckých a leteckých motorů spalovací komory, skříně a další součásti.
2. Slitina zpevněná stárnutím
Provozní teplota je -253~950 stupňů a obecně se používá k výrobě konstrukčních dílů, jako jsou turbínové disky a lopatky pro letecké a kosmické motory. Slitina použitá k výrobě turbínových disků má pracovní teplotu -253~700 stupňů a vyžaduje se, aby měla dobrou pevnost při vysokých a nízkých teplotách a odolnost proti únavě. Například: slitina GH4169 má maximální mez kluzu 1000 MPa při 650 stupních; teplota slitiny pro výrobu čepelí může dosáhnout 950 stupňů. Například: Slitina GH220 má pevnost v tahu 490 MPa při 950 stupních a trvanlivou životnost více než 40 hodin při 940 stupních a 200 MPa.
Deformované superslitiny poskytují především konstrukční výkovky, koláče, kroužky, tyče, desky, trubky, pásy a dráty pro letecký průmysl, letectví, jadernou energetiku a ropný civilní průmysl.
odlévání
Odlévané vysokoteplotní slitiny označují typ vysokoteplotních slitin, které mohou nebo mohou být vytvořeny pouze metodami lití. Jeho hlavní rysy jsou:
1. S širším rozsahem složení, protože není třeba brát v úvahu její výkon při zpracování deformací, se návrh slitiny může zaměřit na optimalizaci jejího výkonu. Například u vysokoteplotních slitin na bázi niklu lze složení upravit tak, aby obsah ' dosáhl 60 % nebo vyšší, takže slitina si stále může zachovat vynikající vlastnosti při teplotách až do 85 % bodu tání slitiny. .
2. Má širší aplikační pole. Díky speciálním výhodám způsobu odlévání lze odlitky z vysokoteplotních slitin s téměř čistým tvarem nebo bez okrajů navrhovat a vyrábět s libovolně složitou strukturou a tvarem podle potřeb použití dílů.
Podle provozní teploty licích slitin je lze rozdělit do následujících tří kategorií:
Kategorie 1: Rovnoosé krystalové lité vysokoteplotní slitiny používané při -253~650 stupních . Tyto slitiny mají dobré komplexní vlastnosti v širokém rozsahu teplot, zejména při nízkých teplotách, a dokážou si zachovat pevnost a plasticitu bez degradace. Například slitina K4169, která se používá ve velkém množství v leteckých a leteckých motorech, má pevnost v tahu 1000 MPa při 650 stupních, mez kluzu 850 MPa a plasticitu v tahu 15 %; životnost při zatížení 620 MPa při 650 stupních je 200 hodin. Používá se k výrobě pouzder difuzorů v leteckých motorech a složitých konstrukčních dílů pro různá čerpadla v leteckých motorech.
Kategorie 2: Rovnoosé krystalové lité vysokoteplotní slitiny používané při 650 až 950 stupních. Tyto slitiny mají vysoké mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi za vysokých teplot. Například slitina K419 má pevnost v tahu vyšší než 700 MPa a plasticitu v tahu vyšší než 6 % při 950 stupních; při 950 stupních je mez pevnosti po 200 hodin větší než 230 MPa. Tento typ slitiny je vhodný pro použití jako lopatky turbín leteckých motorů, vodicí lopatky a integrálně lité turbíny.
Kategorie III: směrově ztuhlé sloupcové krystaly a monokrystalické superslitiny používané při 950 až 1100 stupních. Tyto slitiny mají vynikající komplexní vlastnosti, odolnost proti oxidaci a odolnost proti korozi za tepla v tomto teplotním rozsahu. Například monokrystalická slitina DD402 má odolnou životnost více než 100 hodin při zatížení 1100 stupňů a 130MPa. Jedná se o nejžhavější materiál turbínových lopatek používaný v Číně a je vhodný pro výrobu turbínových lopatek prvního stupně pro nové vysoce výkonné motory.
S neustálým zlepšováním technologie přesného lití se také neustále objevují nové speciální procesy. Technologie jemnozrnného lití, technologie směrového tuhnutí a technologie CA pro složité tenkostěnné konstrukční díly výrazně zlepšily úroveň odlévání vysokoteplotních slitin a rozsah jejich použití se neustále zvětšoval.
