SuperAlloysi tüübid

Sissejuhatus
Kaasaegsed tootmisstandardid on äärmiselt nõudlikud. Inseneridel ja disaineritel palutakse pidevalt täita tööstusharu nõudeid jõudluse, pikaealisuse, jätkusuutlikkuse ja kulude optimeerimise osas. Tööstuslik toodang on pidevas arengus. Uued disainipõhimõtted, tootmismeetodid ja materjalid on uuenduste jaoks hädavajalikud.

Mõned tööstusharud on eriti nõudlikud, näiteks kosmosetööstus. Lennundusproduktid kehtivad nende kasutusaja jooksul äärmuslikud tingimused. Traditsioonilistest meetoditest ja materjalidest ei piisa tööstuse standarditele vastamiseks: see on põhjus, miks kosmoseinsenerid kasutavad selliseid materjale nagu superrallosid.

Mis on SuperAlloys?
Põhimõtteliselt on SuperAlloys materjalid, millel on äärmise jõudlusstatistika. Superrallide peamised omadused on kõrge vastupidavus, äärmuslik mehaaniline tugevus, termoelastsus ja pikk eluiga. Superralloy kõige olulisem omadus on selle võime toimida sulamistemperatuuri kõrgetes fraktsioonides. Kõik ülaltoodud atribuudid muudavad superalloid lennunduse tööstusele oluliseks.

Algne idee välja töötada äärmuslikes tingimustes sobivad materjalid tulenes soovist sõidukite kujundamiseks, mis võiksid meid kõrgemale ja kiiremini viia. Superralloysi areng on tihedalt seotud kosmosetööstuse kiire laienemisega pärast II maailmasõda.

SuperAlloysi tüübid
Lennunduses kasutatakse palju superalloysid. Üks kõige sagedamini kasutatavaid tüüpe on titaanil põhinevad superrallid. Puhtal titaanil on suhteliselt madal tihedus, kõrge tugevus ja kõrge korrosioonikindlus. Lisaks on titaan ainus element, mis põleb lämmastikuga. Titaan on sama tugev kui teras, kuid kaalub peaaegu poole rohkem. Ainuüksi need omadused muudavad selle ideaalseks materjaliks kosmosetööstusele, kus kaalu/tugevuse suhe on kriitiline. Titaan on segatud teiste konkreetsete mõõtmetega elementidega, et veelgi suurendada selle niigi suurepäraseid omadusi.

Üks kõige sagedamini kasutatavaid titaanipõhiseid sulameid on ti -6 al -4 V sulam. See sisaldab lisaks titaanile alumiiniumi ja vanaadiumi ning seda kasutatakse peamiselt kokpitiraamides, tiivakastides ja kommertslennukite kinnitusstruktuurides. Sellel sulamil on hea tasakaal sellised omadused nagu tugevus, elastsus, luumurdude sitkus, kõrge temperatuuri tugevus, libisemisomadused, keevitatavus, masinad ja kuum töötavus. Ti -6 al -2 sn -4 zr -2 Mo sulam on kuumakindla sulam, mis on välja töötatud 1960. aastate lõpus. Selle kuumustakistuse temperatuur on umbes 450 ° C. Seda sulamit kasutatakse sageli kompressori ketastes ja selle ülemine töötemperatuur on 500 ° C. Ti {-5 al -2 sn -2 zr -4 cr -4 mo sulamist, mida mõnikord nimetatakse "TI17" sulamist, on sulamist, millel on kõrge tugevus ja suurepärane purunemiskoolitus, mis on välja töötatud Ameerika Ühendriikides. Selle soojustakistuse temperatuur on umbes 350 ° C. Kommertslennukite mootorites ehitatakse ventilaator ja võll mootori kaalu vähendamiseks ühe tükina. Ti -10 v -2 fe -3 Al Alloyl on suurepärane kõvendatavus, kõrge tugevus ja kõrge väsimustugevus ning seda kasutatakse peamiselt maandumisvarustuses.

Lisaks titaanipõhistele sulamitele on rauapõhised sulamid veel üks sulamite klass, mida tavaliselt kasutatakse erinevates tööstusharudes nagu lennundus- ja sõjaväetööstus. Põhimõtteliselt on rauapõhised sulamid sulamid, mis koosnevad peamiselt rauast. Mõned kõige sagedamini kasutatavad rauapõhised sulamid on roostevabast terasest, malmist ja kõrge süsinikuterast. Rauapõhistel sulamitel on üldiselt hea tasakaal, sealhulgas soojustakistus, korrosioonikindlus, vastupidavus, tugevus ja termiline elastsus. Ehkki neil ei ole eriti kõrge jõudlus, näiteks titaanil põhinevad kõrgtemperatuurilised sulamid või muud kõrge temperatuuriga sulamid, muudavad nende sünteesi ja kulutõhususe lihtsus need hindamatuks.

Veel üks oluline sulamite kategooria lennunduse ja sõjaväelise tööstuse osas on alumiiniumsulamid. Toore alumiiniumi kaalu ja tugevuse suhe on juba iseenesest muljetavaldav. Legeerivate elementide vask, magneesiumi, mangaani, räni, tina, nikli ja tsingi lisamine suurendab neid omadusi, muutes alumiiniumsulamid ideaalseks sõjaväe- ja kosmoserakendusteks. Alumiiniumsulamite 7xxx seeria on lennunduse rakenduste kõige sagedamini kasutatav kategooria. 7xxx seeria peamine legeerimise element on tsink, mis teeb selle kategooria tugevaima alumiiniumisulami. 7xxx -seeria sulamite saagikus ületab 500 MPa. Kõige tavalisemad 7xxx sulamid on Al-Zn-Mg-Cu ja Al-li-Cu-mg.