1. Superalloy dựa trên niken - là gì
Niken - Superalloy dựa trên là một vật liệu kim loại hiệu suất cao - chủ yếu bao gồm niken (thường chiếm 50% hoặc nhiều hơn tổng số thành phần của nó). Nó được thiết kế đặc biệt để duy trì các tính chất cơ học đặc biệt - như cường độ cao, điện trở creep và điện trở mệt mỏi - trong điều kiện hoạt động cực độ, bao gồm nhiệt độ tăng cao (thường lên tới 600.
Không giống như các hợp kim thông thường, niken - Các superalloy dựa trên có được hiệu suất vượt trội của chúng từ sự kết hợp duy nhất của dung dịch rắn-}, làm cứng lượng mưa (thông qua các pha intermetallic như {{{2} Những đặc điểm này làm cho chúng không thể thay thế trong các ứng dụng nhiệt độ cao - trong đó tính toàn vẹn cấu trúc và dài - độ tin cậy có độ tin cậy không phải là - có thể thương lượng, chẳng hạn như trong động cơ hàng không vũ trụ, tuabin khí để phát điện và cao -}}
2. Thành phần của các siêu hợp sản niken
Niken - Superalloy dựa trên các hệ thống thành phần phức tạp, đa -, với niken là ma trận. Thành phần của chúng được điều chỉnh cẩn thận để đạt được các thuộc tính cụ thể và các yếu tố hợp kim khóa có thể được phân loại theo các chức năng của chúng:
| Loại yếu tố | Ví dụ chính | Chức năng cốt lõi |
|---|---|---|
| Phần tử ma trận | Niken (NI) | Phục vụ như cấu trúc cơ sở; Cung cấp độ dẻo vốn có và độ ổn định hóa học. Thông thường cấu thành 50 Hàng80% của hợp kim. |
| Lượng mưa yếu tố cứng | Nhôm (AL), Titanium (Ti), Niobium (NB), Tantalum (TA) | Hình thức các pha intermetallic (ví dụ: {- ni₃al, '' '- ni₃nb) kết tủa trong ma trận niken, tăng cường đáng kể độ cao của hợp kim - |
| Solid - Các yếu tố tăng cường giải pháp | Chromium (CR), Cobalt (CO), Molybdenum (MO), Vonfram (W) | Hòa tan đồng đều trong ma trận niken để tăng cường độ và độ ổn định tổng thể của nó ở nhiệt độ cao; cũng cải thiện sức đề kháng với mệt mỏi nhiệt. |
| Các yếu tố kháng ăn mòn/oxy hóa | Crom (Cr), nhôm (AL), silicon (SI), yttri (y) | Tạo thành một lớp oxit dày đặc, bám dính (ví dụ: cr₂o₃, al₂o₃) trên bề mặt hợp kim, ngăn chặn quá trình oxy hóa hoặc ăn mòn thêm trong môi trường khắc nghiệt. |
| Tăng cường ranh giới hạt | Boron (B), Zirconium (ZR), Carbon (C) | Sự phân tách tại các ranh giới hạt để ức chế sự phát triển của hạt và giảm nguy cơ nứt giữa các tế bào, đặc biệt là dưới mức độ căng thẳng nhiệt độ-. |
Các yếu tố vi lượng nhỏ (ví dụ: hafnium, vanadi) cũng có thể được thêm vào với số lượng nhỏ vào các tính chất cụ thể của mịn - điều chỉnh như khả năng hàn hoặc độ dẫn nhiệt.
3. Ví dụ về niken - Superalloys dựa trên
Niken - Superalloy dựa trên được sử dụng rộng rãi giữa các ngành công nghiệp, với một số loại -} được tối ưu hóa cho các ứng dụng cụ thể. Dưới đây là những ví dụ chính:
Inconel 718
Một trong những superalloy dựa trên niken được sử dụng rộng rãi nhất -, Inconel 718 chứa ~ 52% Ni, 19% Cr, 18,5% Fe, 5,1% NB và một lượng nhỏ AL/TI. Nó cung cấp khả năng chống leo tuyệt vời lên đến 650 ° C và khả năng hàn đặc biệt. Các ứng dụng phổ biến bao gồm các thành phần động cơ hàng không vũ trụ (đĩa tuabin, trục), lưỡi tuabin khí và các công cụ hạ cấp dầu khí.
Một trong những superalloy dựa trên niken được sử dụng rộng rãi nhất -, Inconel 718 chứa ~ 52% Ni, 19% Cr, 18,5% Fe, 5,1% NB và một lượng nhỏ AL/TI. Nó cung cấp khả năng chống leo tuyệt vời lên đến 650 ° C và khả năng hàn đặc biệt. Các ứng dụng phổ biến bao gồm các thành phần động cơ hàng không vũ trụ (đĩa tuabin, trục), lưỡi tuabin khí và các công cụ hạ cấp dầu khí.
Inconel 625
Bao gồm ~ 61% Ni, 21,5% CR, 9% MO và 3,6% NB, Inconel 625 nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn nổi bật của nó (ngay cả trong nước biển, axit và clorua - môi trường phong phú) và cao -} Nó được sử dụng trong thiết bị xử lý hóa học (lò phản ứng, bộ trao đổi nhiệt), các thành phần biển và buồng đốt không gian hàng không vũ trụ.
Bao gồm ~ 61% Ni, 21,5% CR, 9% MO và 3,6% NB, Inconel 625 nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn nổi bật của nó (ngay cả trong nước biển, axit và clorua - môi trường phong phú) và cao -} Nó được sử dụng trong thiết bị xử lý hóa học (lò phản ứng, bộ trao đổi nhiệt), các thành phần biển và buồng đốt không gian hàng không vũ trụ.
Waspaloy
Một lượng mưa - Hợp kim cứng với ~ 58% Ni, 19,5% Cr, 13% CO, 4,3% MO và 1,4% AL/TI, Waspaloy vượt trội trong khả năng chống leo và mệt mỏi ở nhiệt độ lên tới 760 ° C. Việc sử dụng chính của nó là trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, chẳng hạn như lưỡi tuabin, lớp lót đốt và các thành phần sau đốt cháy.
Một lượng mưa - Hợp kim cứng với ~ 58% Ni, 19,5% Cr, 13% CO, 4,3% MO và 1,4% AL/TI, Waspaloy vượt trội trong khả năng chống leo và mệt mỏi ở nhiệt độ lên tới 760 ° C. Việc sử dụng chính của nó là trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, chẳng hạn như lưỡi tuabin, lớp lót đốt và các thành phần sau đốt cháy.
Haynes 282
Hợp kim này (~ 49% Ni, 22% CR, 18% CO, 8,5% W, 1,5% Al) được thiết kế cho độ ổn định nhiệt độ- cao lên đến 980 ° C và khả năng phục vụ tuyệt vời. Nó thường được sử dụng trong tuabin khí nóng - Các thành phần phần (các mảnh chuyển tiếp, vòi phun) và các bộ phận lò công nghiệp.
Hợp kim này (~ 49% Ni, 22% CR, 18% CO, 8,5% W, 1,5% Al) được thiết kế cho độ ổn định nhiệt độ- cao lên đến 980 ° C và khả năng phục vụ tuyệt vời. Nó thường được sử dụng trong tuabin khí nóng - Các thành phần phần (các mảnh chuyển tiếp, vòi phun) và các bộ phận lò công nghiệp.
CMSX-4
Một - niken tinh thể - Superalloy dựa trên Cấu trúc tinh thể duy nhất - của nó giúp loại bỏ các ranh giới hạt, giảm thiểu rủi ro creep và cracking - làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng hàng không vũ trụ đòi hỏi khắt khe nhất, chẳng hạn như lưỡi tuabin áp suất cao trong các động cơ phản lực nâng cao.
Một - niken tinh thể - Superalloy dựa trên Cấu trúc tinh thể duy nhất - của nó giúp loại bỏ các ranh giới hạt, giảm thiểu rủi ro creep và cracking - làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng hàng không vũ trụ đòi hỏi khắt khe nhất, chẳng hạn như lưỡi tuabin áp suất cao trong các động cơ phản lực nâng cao.
UDIMET 700
Bao gồm ~ 53% Ni, 19% CR, 15% CO, 5% MO và 4,3% AL/TI, UDIMET 700 cung cấp độ bền kéo cao và điện trở creep lên đến 730 ° C. Nó được sử dụng trong các lưỡi tuabin hàng không vũ trụ, các thành phần động cơ tên lửa và ốc vít nhiệt độ-}.
Bao gồm ~ 53% Ni, 19% CR, 15% CO, 5% MO và 4,3% AL/TI, UDIMET 700 cung cấp độ bền kéo cao và điện trở creep lên đến 730 ° C. Nó được sử dụng trong các lưỡi tuabin hàng không vũ trụ, các thành phần động cơ tên lửa và ốc vít nhiệt độ-}.
