一.Aplikasyon nan superalloy nan motè aero
Workflow motè turbine: Lè motè a kòmanse, lè a antre nan COMPRESSOR a pa inlet la, li presyon epi li antre nan chanm ki degaje konbisyon an, melanje ak gaz ki emèt pa bouch piki gaz la, fòme yon melanj inifòm epi li byen vit limen epi boule nan la. chanm konbisyon, pwodui gaz wo-tanperati k ap koule nan gid la nan turbine a, ak turbine a wotasyon nan yon gwo vitès (vitès nòmal la ka rive nan 1100r / min) anba tanperati ki wo ak gwo presyon gaz koule. Se gaz ki soti nan turbine a mete deyò nan bouch la ke pou jenere pouse. Akòz Vibration, ewozyon Airflow, espesyalman efè santrifujeur ki te koze pa wotasyon, pati tanperati ki wo nan motè avyon an pral sibi pi gwo estrès, gaz gen anpil oksijèn, vapè dlo, e gen gaz korozivite tankou SO2, H2S. , ki pral jwe yon wòl nan oksidasyon ak korozyon nan pati tanperati ki wo. Kit se yon avyon militè, avyon sivil, nan adisyon a pèfòmans estriktirèl ak fonksyonèl, men tou, mande pou sekirite ak estabilite, se konsa motè modèn nan adisyon a gwo rapò pouse-a-pwa, tanperati ki wo, rapò segondè presyon ak lòt pèfòmans, gen yo se strik fyab, durability, kondisyon antretyen.
Superalloy gen gwo estabilite tèmik ak fòs tèmik, epi li ka gen bon rezistans korozyon ak rezistans oksidasyon nan tanperati ki wo. Li se yon materyèl kle esansyèl pou fabrike konpozan fen cho nan motè turbine aviyasyon, sitou itilize nan fabrike konpozan fen cho turbine, sètadi turbine disk, turbine gid lam, turbine k ap travay lam, chanm combustion ak konpozan afterburner. Nan motè modèn avyon avanse, kantite materyèl superalliaj yo reprezante 40%-60% motè total la.
Chanm konbisyon an se pi wo zòn tanperati k ap travay nan eleman motè yo, epi lè tanperati gaz la nan chanm konbisyon an rive nan 1500-2000 degre C, tanperati alyaj miray chanm lan ka rive nan 800 ~ 900 degre C, ak lokal la. tanperati ka rive nan 1100 degre C. Alyaj la itilize kòm chanm konbisyon an sibi estrès tèmik ak fòs enpak gaz, espesyalman pandan dekolaj, akselerasyon ak pakin, ak chanjman tanperati yo pi radikal. Akòz chofaj siklik ak refwadisman, chanm konbisyon an souvan parèt deformation, deformation ak krak fatig tèmik nan kwen an.
Nan dènye ane yo, pi fò nan superalliaj yo itilize nan chanm ki degaje konbisyon an se solisyon solid solid alyaj ranfòse, ki gen yon gwo kantite W, Mo, Nb ak lòt eleman solid solisyon ranfòse, fòs tanperati ki wo, bon fòme ak pèfòmans soude. Mak reprezantan yo se GH1140, GH3030, GH3039, GH3333, GH3018, GH3022, GH3044, GH3128, GH3170 ak sou sa.
Lam gid la se yon eleman ki ajiste direksyon koule gaz soti nan chanm konbisyon an, ke yo rele tou gid la. Li se youn nan pati yo sou motè turbine a ki sibi gwo enpak tèmik. Espesyalman lè chanm konbisyon an pa inifòm ak operasyon an pa bon, lam gid la sibi pi gwo chaj chalè, ak tanperati opere nan lam gid motè turbine avanse ka rive nan 1100 degre. Distòsyon ki te koze pa estrès tèmik, krak fatig tèmik ki te koze pa chanjman tanperati radikal ak boule lokal yo se domaj prensipal yo nan lam gid nan operasyon.
Pifò nan alyaj yo itilize kòm lam gid yo pwodwi pa pwosesis Distribisyon presizyon, ak plis W, Mo, Nb, Al, Ti ak lòt solisyon solid ranfòse ak aje ranfòse eleman yo ka ajoute nan alyaj yo, ak kontni an nan C ak B nan alyaj yo tou pi wo pase sa yo ki nan alyaj defòme wo-tanperati. Gen kèk lam gid yo tou soude dirèkteman nan fèy laj-ranfòse. Avanse motè aero sitou itilize lam jete kre, ki gen bon efè refwadisman epi ki ka ogmante tanperati sèvis la. Itilizasyon tanperati alyaj domestik gid vane ka rive nan 000 ~ 1050 degre, reprezantan K214 alyaj presizyon Distribisyon, K233, K406, K417, K403, K409, K408, K423B, elatriye.
Ak devlopman nan motè a, yo nan lòd yo satisfè ogmantasyon an plis nan tanperati a disk turbine motè, estrikti a nan lam gid la tou chanje, ak GH5605 ak GH5188 yo te eseye adopte. Yo itilize estrikti soude laminated nan fèy superalloy defòme kòm lam gid la.
Lam turbine yo se eleman ki pi grav nan aero-motè ak tanperati k ap travay segondè ak gwo estrès santrifujeur, estrès Vibration, estrès tèmik ak fòs ewozyon lè koule pandan wotasyon. Estrès nan tansyon nan kò lam se sou 140MPa, ak estrès an mwayèn nan rasin lam se 280-560MPa. Tanperati kò lam ak pati rasin lan se apeprè 650-980 degre ak 760 degre respektivman. Tanperati inlet gaz la nan motè aero avanse a te rive nan 1380 degre ak poussée a te rive nan 226kN. Tipik nan GH4033, GH4037 GH4143, GH4049, GH4151, GH4118, GH4220 elatriye, yo ka itilize nan 750-950 degre. Nan devlopman nan nouvo machin ak modifikasyon nan machin fin vye granmoun, Distribisyon superalloy yo itilize pou fabrike lam turbine. Klas tipik nan alyaj Distribisyon yo se K403, K417, K417G, K418, K403, K405, K4002 ak sou sa.
Disk turbine a konte pou mas la pi gwo nan eleman motè aero yo, ak mas la sèl ki gen plis pase 50kg, ak mas la sèl nan disk la turbine gwo rive nan dè santèn de kilogram. Nan estidyo turbine disk la, tanperati jeneral Rim ka rive nan 550-650 degre C, pandan y ap tanperati sant wou a se sèlman apeprè 300 degre C, ak diferans tanperati a nan tout disk turbine a se gwo anpil. Se poutèt sa, se yon gwo estrès radial tèmik pwodwi. Lam turbine yo wotasyon nan gwo vitès pandan wotasyon nòmal epi yo pote gwo fòs santrifujeur. Estrès la sou pati nan dan tenon se pi konplèks, ki gen ladan estrès tansyon ak estrès torsion, ki fòme yon estrès segondè ak fatig sik ki ba pandan kòmanse ak kanpe.
Superalliaj defòme pou disk turbine, yon sèl kalite se superalliaj ki baze sou fè-nikèl, klas alyaj tipik yo se GH2132, GH2135, GH2901, GH4761, elatriye, tanperati opere a se pi ba pase 650 degre; Yon lòt kalite nikèl ki baze sou superalloy, mak la tipik GH4196, GH4133, GH4133B, GH4033A, GH4698 elatriye, lè l sèvi avèk tanperati ka rive nan 700 ^ 800 degre.
2.Aplikasyon superalloy nan motè fize
Fize Carrier se yon veyikil pou voye yon varyete de veso espasyèl nan òbit espas, se superalloy nan jaden an espas sitou itilize nan motè fize konpayi asirans pouse. Figi 2 se yon dyagram chema nan motè fize gaz likid ak estrikti li yo, ki transfòme reyaktif yo (propellants) nan rezèvwa propellant a oswa machin nan jè gwo vitès pou jenere pouse. Kòm ka wè nan Figi (b), koule lè a nan bouch la nan motè fize a rive nan 2500m / s ak tanperati a se kòm yon wo 1350 degre.
Superalliaj motè fize yo ka itilize nan prensip ak alyaj motè aviyasyon turbine, men konpare ak motè aviyasyon, materyèl motè fize gen kèk karakteristik nouvo:
Superalliaj ki defòme ki baze sou nikèl anjeneral ajoute 10% -25% eleman Cr pou asire ke alyaj la gen bon rezistans korozyon oksidatif, kidonk alyaj ki baze sou nikèl la se aktyèlman Ni-Cr kòm matris la. Anplis de sa, kèk alyaj ajoute eleman yo Co (15% -20%), Mo (apeprè 15%) oswa W (apeprè 11%) nan solisyon solid Ni-Cr yo fòme yon sistèm ternary defòme superalloy ak Ni-Cr. -Co, Ni-Cr-Mo, Ni-Cr-W kòm matris la, respektivman. Tablo 6 montre mak yo, konpozisyon chimik yo ak tanperati fonksyònman nan nikèl ki baze sou defòme superalliaj yo souvan itilize nan Lachin. Figi 6 montre tandans devlopman aplikasyon superalloy sou lam turbine ak plato.
Superalloy deformation ki baze sou Cobalt la esansyèlman baze sou sistèm ternary Co-Ni-Cr, epi li gen W, Mo, Nb, Ta ak lòt eleman solid solisyon ranfòse ak eleman ki fòme carbure. Konpare ak nikèl ki baze sou superalliaj defòme, to a redi travay pi gwo, ak bon jan kalite sifas nan pati yo apre yo fin fòme se pi bon, men nan pwosesis la fòme, plis cho k ap travay fwa chofaj oswa frèt deformation entèmedyè rkwir tan yo jeneralman obligatwa, ak la. Tonnage nan ekipman an pwosesis fòme tou obligatwa. Superalliaj defòme ki baze sou Cobalt gen gwo fòs ak ekselan rezistans fatig tèmik, korozyon tèmik ak rezistans mete lè yo pi wo pase 980 degre. Sepandan, superalliaj defòme ki baze sou Cobalt gen carbure kòm faz ranfòse prensipal la epi yo manke yon faz ranfòse omojèn, ak fòs dirab yo pi ba pase sa yo ki nan superalliaj nikèl ki baze sou defòme nan chenn tanperati ki ba ak mwayen. Tablo 9 bay lis pwopriyete mekanik tanperati ki wo nan superalliaj defòme tipik ki baze sou Cobalt.