Kemijski sastav visokotemperaturnih legura
Visokotemperaturne legure temelje se na željezu, niklu, kobaltu i drugim glavnim elementima kao što su krom, aluminij, titan, volfram, molibden itd. Kao primarni metalni materijali, mogu dugo raditi na temperaturama iznad 600 stupnjeva i određenim stresom Uvjeti. Imaju višestruke prednosti u čvrstoći na visokim temperaturama, otpornosti na oksidaciju, otpornosti na vruću koroziju, učinku na zamor, žilavosti loma i drugim aspektima.
Primjena visokotemperaturnih legura
Visokotemperaturne legure naširoko se koriste u zrakoplovstvu, nuklearnoj energetici, automobilskoj industriji, plinskim turbinama, petrokemiji i drugim područjima.
Iz perspektive scenarija primjene globalnog visokotemperaturnog tržišta legura, zrakoplovna industrija je dugo bila na prvom mjestu, s tržišnom potražnjom koja iznosi preko 56%, uglavnom se koristi u proizvodnji zrakoplovnih motora i zrakoplovnih spojnih elemenata.
Podjela visokotemperaturnih legura
Visokotemperaturna legura na bazi željeza
Visokotemperaturna legura na bazi nikla
Visokotemperaturna legura na bazi željeza
Koristi se na nižim temperaturama, 600-850 stupanj , općenito se koristi u dijelovima motora s nižim radnim temperaturama kao što su turbinski diskovi, kućišta i osovine. Postoje mnoge vrste visokotemperaturnih legura na bazi željeza, uključujući:
Vremenski otvrdnjavajuće legure na bazi željeza. Kao što su GH2036, GH2132, GH2135, GH2018, GH2038, GH2130, GH2136, GH2302, GH2696 itd.
Legura na bazi željeza ojačana čvrstom otopinom. Uključujući GH1015, GH1035, GH1040, GH1131, GH1140 itd.
Ostale posebne vrste visokotemperaturnih legura na bazi željeza. Na primjer, GH747, GH214, GH455, itd., koji imaju otpornost na oksidaciju na ultra visokim temperaturama ili izvrsne performanse u specifičnim okruženjima.
Visokotemperaturna legura na bazi nikla
S najvišom temperaturom uporabe od oko 1000 stupnjeva, visokotemperaturni legirani materijali na bazi nikla naširoko se koriste u proizvodnji najtoplijih krajnjih dijelova turbomlaznih zrakoplovnih motora i raznih industrijskih plinskih turbina, kao što su radne lopatice, vodeće lopatice i turbine. Uobičajeno klase legura na bazi nikla: monel400, monelk500, Inconel600, Inconel601, Inconel625, Inconel690, Incoel718, InconelX750, Incoiloy800, Incoloy825, HastelloyC276, Hastelloyc22, Hastelloyb2, itd
Visokotemperaturna legura na bazi kobalta
Materijali od visokotemperaturne legure na bazi kobalta koriste se na temperaturi od oko 950 stupnjeva, imaju dobru sposobnost lijevanja i zavarivanja i uglavnom se koriste kao materijal za vodeće oštrice. Zbog ograničenih izvora kobalta, ova vrsta legure je skupa. Legura na bazi kobalta naširoko je korišten materijal za proizvodnju komponenti otpornih na toplinu, s izvrsnom otpornošću na visoke temperature i dobrom mehaničkom čvrstoćom.
Evo nekoliko tipičnih vrsta legura na bazi kobalta i njihove primjene:
Serija Haynes: uključujući Haynes25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X-40, Stellite6B, itd. Ove se legure obično koriste u proizvodnji zrakoplovnih motora, turbina i druge visokotemperaturne opreme.
Kineski brendovi kao što su GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640 i DZ40M. Ove vrste legura također se naširoko koriste u Kini.
WC Co serija: Tvrde legure na bazi kobalta s volfram karbidom (WC) kao glavnom tvrdom fazom i kobaltom (Co) kao veznom fazom. Ocjene uključuju YG6, YG8, YG6X, YG8C, YG10, itd. Ova vrsta materijala se obično koristi u proizvodnji alata i kalupa.
TiC Ni serija: tvrde legure na bazi kobalta s titan karbidom (TiC) kao glavnom tvrdom fazom i niklom (Ni) kao veznom fazom. Ocjene uključuju YT5, YT15, YT14, itd. Ovi materijali su prikladni za proizvodnju dijelova otpornih na habanje i alata za rezanje.
Serija TiC NiMo: tvrde legure na bazi kobalta koje kombiniraju tvrde faze titan karbida (TiC) i molibden karbida (Mo2C), kao i nikla (Ni) kao vezne faze. Ocjene uključuju YXM1, YXM4, itd. Ovi materijali su prikladni za proizvodnju komponenti koje su otporne na koroziju i okolinu visoke temperature.
GH605: Ovo je tipična klasa deformacijskih visokotemperaturnih legura na bazi kobalta, slična ili odgovarajuća klasama kao što su L605, HS25, WF-11, AIS1670, UNSR30605, KC20WN itd.
Visokotemperaturne legure dijele se na:
Deformabilna visokotemperaturna legura: koristi se na temperaturi od 600-1000 stupnjeva, općenito se koristi u kompresorskim diskovima i turbinskim diskovima u motorima, s relativno niskom čvrstoćom, dobrom plastičnošću, vrućom obradom i zavarljivošću.
Visokotemperaturne legure za lijevanje: mogu se podijeliti u tri kategorije: visokotemperaturne legure s jednakom osovinom, visokotemperaturne legure usmjereno skrućene u stupu i monokristalne visokotemperaturne legure.
1) Visokotemperaturna legura s jednakoosnim kristalima: koristi se na temperaturi od 1000 stupnjeva i korištenjem tradicionalnih metoda lijevanja po ulošku, njezin kapacitet nosivosti temperature je relativno nizak. Uglavnom se koristi u posljednjih nekoliko faza niskotlačnih turbinskih lopatica, sa širokim rasponom primjena, čineći 60-70% svih komponenti za lijevanje, ali je dodana dobit od proizvoda niska.
2) Visokotemperaturna visokotemperaturna legura usmjerenog skrućivanja: koristi se na temperaturi od 1000-1100 stupnjeva, proizvedena tehnologijom usmjerenog skrućivanja, s relativno visokom temperaturnom nosivošću. Uglavnom se koristi za radne lopatice prvih nekoliko stupnjeva niskotlačnih turbina, kao i za prve i druge stupnjeve radnih lopatica nekih visokotlačnih turbina motora. Opseg primjene ograničen je na radne oštrice, a proizvod ima visoku dodatnu dobit.
3) Monokristalna visokotemperaturna legura: koristi se na temperaturi od 1200 stupnjeva, proizvedena pomoću tehnologije usmjerenog skrućivanja i selekcije kristala. Ima najveću temperaturnu nosivost i uglavnom se koristi za napredne visokotlačne lopatice rotora motora i prednje dvostupanjske lopatice niskotlačne turbine. Područje njegove primjene ograničeno je na radne oštrice, a proizvod ima najveći dodatni profit.
Nove visokotemperaturne legure
Nove visokotemperaturne legure odnose se na visokotemperaturne legirane materijale proizvedene novim proizvodnim procesima, uglavnom uključujući visokotemperaturne legure u prahu i visokotemperaturne legure ojačane disperzijom (ODS).
1) Visokotemperaturna legura u prahu: koristi se na temperaturi od 1100 stupnjeva, to je proizvodni proces koji raspršuje visokotemperaturne legure u prah i zatim ih oblikuje u visokotemperaturne legure toplim izostatičkim prešanjem ili vrućim izostatičkim prešanjem plus kovanje. Ima karakteristike visoke stope iskorištenja metala, niske cijene i nosivosti relativno visoke temperature. Trenutno se uglavnom koristi u turbinskim diskovima i turbinskim lopaticama te je izvrstan materijal za visokotemperaturne komponente kao što su turbinski diskovi motora s visokim omjerom potiska i težine, diskovi kompresora i pregrade turbina
2) Visokotemperaturna legura ojačana disperzijom (ODS): koristi se na temperaturi od 1200 stupnjeva, izrađena sličnim postupkom metalurgije praha, nosivosti visoke temperature, uglavnom se koristi u plamenim cijevima, vodećim lopaticama i lopaticama turbina.
