1. Mis on nikkel - põhinev superalloy
Nikkel - põhinev SuperAlloy on kõrge - jõudlus metalliline materjal, mis koosneb peamiselt niklist (tavaliselt moodustab 50% või rohkem kogu kompositsiooni). See on spetsiaalselt konstrueeritud säilitama erakordseid mehaanilisi omadusi -, näiteks kõrge tugevus, pugejatakistus ja väsimuskindlus - ekstreemsetes töötingimustes, sealhulgas kõrgendatud temperatuurides (sageli kuni 600–1200 ° C), suured rõhud ja korrosioonid või oksüdeeruvad keskkonnad.
Erinevalt tavalistest sulamitest tuletab Nickel - põhinevad SuperAlloys oma suurepärase jõudluse tahke - ainulaadse kombinatsioonist lahuse tugevdamise, sademete kõvenemise kaudu (metallidevaheliste faaside kaudu nagu γ '{- ni₃al) ja teraviljade abil). Need omadused muudavad need kriitiliste kõrgete - temperatuurirakendustes asendamatuks, kus konstruktsiooni terviklikkus ja pikad - termini usaldusväärsus on mitte - kaubeldavad, näiteks kosmosemootorid, gaasiturud elektritootmiseks ja kõrge - temperatuuri tööstuslikud seadmed.
2. Nickel SuperAlloys koosseis
NICKEL - põhinevad SuperAlloys on keerulised, multi - komponentsüsteemid, maatriksina nikkel. Nende kompositsioon on hoolikalt kohandatud konkreetsete omaduste saavutamiseks ja peamisi legeerimise elemente saab liigitada nende funktsioonide järgi:
| Elementide kategooria | Esmased näited | Põhifunktsioonid |
|---|---|---|
| Maatriksielement | Nikkel (ni) | Toimib baasstruktuurina; tagab loomupärase elastsuse ja keemilise stabiilsuse. Tavaliselt moodustab 50–80% sulamist. |
| Sademete kõvenemise elemendid | Alumiinium (AL), titaan (Ti), niobium (NB), tantaal (TA) | Vormige metallidevahelised faasid (nt γ '- ni₃al, γ' '- ni₃nb), mis sadestuvad nikli maatriksis, suurendades oluliselt sulami kõrget - temperatuuri tugevust ja roomajat. |
| Tahke - Lahenduse tugevdamine elementide | Kroom (CR), koobalt (CO), molübdeen (MO), volfram (W) | Lahustuge ühtlaselt niklimaatriksis, et suurendada selle üldist tugevust ja stabiilsust kõrgetel temperatuuridel; Parandage ka resistentsust soojusväsimuse suhtes. |
| Korrosiooni/oksüdatsiooniresistentsuse elemendid | Kroom (CR), alumiinium (AL), räni (Si), yttrium (Y) | Vormige sulami pinnale tiheda, kleepuv oksiidikiht (nt Cr₂o₃, al₂o₃), hoides ära täiendava oksüdeerimise või korrosiooni karmides keskkondades. |
| Terade piiri tugevdamine | Boor (b), tsirkoonium (ZR), süsinik (C) | Segregeerige teraviljade kasvu, et pärssida teravilja kasvu ja vähendada graanulitevahelise pragunemise riski, eriti kõrge - temperatuuripinge korral. |
Väikeste jäljeelementide (nt hafnium, vanaadium) võib lisada väikestes kogustes, et peen - häälestada spetsiifilisi omadusi, näiteks keevitatavus või soojusjuhtivus.
3. Nikli näited - põhinevad SuperAlloys
Nickel - põhinevaid superlalle kasutatakse laialdaselt tööstusharudes, kusjuures mitu kaevu - tuntud hinded on optimeeritud konkreetsete rakenduste jaoks. Allpool on peamised näited:
Inconel 718
Üks kõige laialdasemalt kasutatavaid nikkel - põhinevaid SuperAlloys, Inconel 718 sisaldab ~ 52% Ni, 19% CR, 18,5% Fe, 5,1% NB ja väikesed kogused Al/Ti. See pakub suurepärast roomata takistust kuni 650 ° C ja erakordset keevitatavust. Ühiste rakenduste hulka kuuluvad kosmosemootori komponendid (turbiini kettad, võllid), gaasiturbiini labad ning nafta- ja gaasi allapoole augu tööriistad.
Üks kõige laialdasemalt kasutatavaid nikkel - põhinevaid SuperAlloys, Inconel 718 sisaldab ~ 52% Ni, 19% CR, 18,5% Fe, 5,1% NB ja väikesed kogused Al/Ti. See pakub suurepärast roomata takistust kuni 650 ° C ja erakordset keevitatavust. Ühiste rakenduste hulka kuuluvad kosmosemootori komponendid (turbiini kettad, võllid), gaasiturbiini labad ning nafta- ja gaasi allapoole augu tööriistad.
Inconel 625
Koosneb ~ 61% Ni, 21,5% CR, 9% Mo ja 3,6% NB, Inconel 625 on tuntud oma silmapaistva korrosioonikindluse (isegi merevee, happelise ja kloriidi - rikkaliku keskkonna) ja kõrge- temperatuuri tugevuse poolest kuni 980 ° C -ni. Seda kasutatakse keemiliste töötlemisseadmetes (reaktorid, soojusvahetid), merekomponentides ja kosmosepõletuskambrites.
Koosneb ~ 61% Ni, 21,5% CR, 9% Mo ja 3,6% NB, Inconel 625 on tuntud oma silmapaistva korrosioonikindluse (isegi merevee, happelise ja kloriidi - rikkaliku keskkonna) ja kõrge- temperatuuri tugevuse poolest kuni 980 ° C -ni. Seda kasutatakse keemiliste töötlemisseadmetes (reaktorid, soojusvahetid), merekomponentides ja kosmosepõletuskambrites.
Hispaloy
Sademete - karastatud sulamiga ~ 58% Ni, 19,5% CR, 13% CO, 4,3% kuud ja 1,4% Al/Ti, histoori paistab silma hiilgava ja väsimuskindlusega temperatuuril kuni 760 ° C. Selle esmane kasutamine on lennundusrakendustes, näiteks turbiini labad, põleti vooderdised ja järelpõleti komponendid.
Sademete - karastatud sulamiga ~ 58% Ni, 19,5% CR, 13% CO, 4,3% kuud ja 1,4% Al/Ti, histoori paistab silma hiilgava ja väsimuskindlusega temperatuuril kuni 760 ° C. Selle esmane kasutamine on lennundusrakendustes, näiteks turbiini labad, põleti vooderdised ja järelpõleti komponendid.
Haynes 282
See sulam (~ 49% NI, 22% CR, 18% CO, 8,5% W, 1,5% AL) on mõeldud kõrgele - temperatuuri stabiilsusele kuni 980 ° C ja suurepärase valmistatavuse jaoks. Seda kasutatakse tavaliselt gaasiturbiinis kuum - sektsiooni komponentides (üleminekutükid, pihustid) ja tööstusliku ahju osades.
See sulam (~ 49% NI, 22% CR, 18% CO, 8,5% W, 1,5% AL) on mõeldud kõrgele - temperatuuri stabiilsusele kuni 980 ° C ja suurepärase valmistatavuse jaoks. Seda kasutatakse tavaliselt gaasiturbiinis kuum - sektsiooni komponentides (üleminekutükid, pihustid) ja tööstusliku ahju osades.
CMSX-4
Üksik - Crystal Nickel - põhineb superalloy (~ 61% Ni, 10% CR, 8% CO, 6,5% TA, 5% Al, 6% W), CMSX - 4 on loodud ultra - {{{13} temperatuurini kuni). Selle üksik - kristallstruktuur välistab terade piirid, minimeerides hiilivaid ja pragunemisriske -, muutes selle ideaalseks kõige nõudlikumate lennundusrakenduste jaoks, näiteks kõrgrõhu turbiini labad täiustatud reaktiivmootorites.
Üksik - Crystal Nickel - põhineb superalloy (~ 61% Ni, 10% CR, 8% CO, 6,5% TA, 5% Al, 6% W), CMSX - 4 on loodud ultra - {{{13} temperatuurini kuni). Selle üksik - kristallstruktuur välistab terade piirid, minimeerides hiilivaid ja pragunemisriske -, muutes selle ideaalseks kõige nõudlikumate lennundusrakenduste jaoks, näiteks kõrgrõhu turbiini labad täiustatud reaktiivmootorites.
UDIMET 700
Udimet 700 koosneb ~ 53% Ni, 19% CR, 15% CO, 5% Mo ja 4,3% Al/Ti, kõrge tõmbetugevuse ja libisemiskindlust kuni 730 ° C. Seda kasutatakse kosmoseturbiini labades, raketimootori komponentides ja kõrgetel - temperatuurikinnitustel.
Udimet 700 koosneb ~ 53% Ni, 19% CR, 15% CO, 5% Mo ja 4,3% Al/Ti, kõrge tõmbetugevuse ja libisemiskindlust kuni 730 ° C. Seda kasutatakse kosmoseturbiini labades, raketimootori komponentides ja kõrgetel - temperatuurikinnitustel.
