1. Z čeho je vyrobeno superralloy?

A. Kategorie základních kovů

Nickel - založené na superralloys (nejběžnější): Nikl (Ni) je dominantní základní kov, obvykle obsahující 50–80% hmotnostní slitiny. Nickelova inherentní tepelná stabilita a schopnost vytvářet posilování sraženin (např. Γ '- ni₃ (al, ti)) je ideální pro ultra - vysoký - teplotní aplikace (až 1200 ° C). Příklady zahrnují Inconel® 718 (~ 52% hmotn. Ni) a GH4049 (~ 72% hmotn. NI).

Cobalt - založené na superaloys: Cobalt (CO) slouží jako základna (obvykle 30–60% hmotn. Tyto slitiny vynikají v extrémním prostředí horkých korozí (např. Roztavené soli, síra - bohatých plynů) a udržují sílu při teplotách nad 1000 ° C. Běžným příkladem je Haynes® 188 (≈37% hmotn. CO).

Iron - Nickel - založené na superralloys: Železo (Fe) je základna (30–50% hmotn. Fe), s významným niklem (25–45% hmotn.) Pro stabilizaci austenitické struktury a zlepšení vysokého teplotního výkonu -. Jedná se o více nákladů - Efektivní než Nickel/Cobalt - založené na variantách a obleku Mid - teplotní aplikace (až 900 ° C), jako je incoloy® 800H (≈46%% Fe, ≈32 hm% ni).

b. Klíčové legované prvky (a jejich role)

Posilovací prvky:

Hliník (al) a titan (ti): React s niklem za vzniku jemného γ '- ni₃ (al, ti) sráží - Primární posilovací fázi v niklu - založené na superaloy, při vysokých teplotách.

Wolfram (W), molybdenum (MO) a rhenium (re): Rozpusťte se v matici slitiny (pevná látka - Posílení řešení), aby se zvýšila vysoká - pevnost v teplotě a odporu creep. Rhenium, i když drahé, je rozhodující pro pokročilé letecké známky (např. Turbínové lopatky).

Niobium (nb): Formuláře γ "- ni₃nb se vydává ve slitinách, jako je Inconel® 718, zvyšování síly při středních - teplotách (600–800 ° C).

Prvky odolnosti proti korozi/oxidaci:

Chrom (CR, 10–25%hmotn.): Vytváří na povrchu hustou oxidovou vrstvu Cr₂o₃ a chrání před oxidací a mírnou korozí.

Křemík (SI) a hliník (AL): doplňující chrom za vzniku vrstev Al₂o₃ nebo Sio₂, což zlepšuje odolnost proti oxidaci teploty s vysokou-.

Stabilizátory mikrostruktury:

Uhlík (c, ≤ 0,1%hmotn.): Vytváří karbidy (např. Cr₂₃c₆) na hranicích zrn, posiluje slitinu a zabraňuje růstu zrna při vysokých teplotách.

BORON (B) a zirkonium (ZR): Stopové přídavky (≤ 0,01%hmotn.), Které zlepšují zrno - hraniční houževnatost, což snižuje riziko křehké zlomeniny pod stresem.

2. co je nejlepší superralloy?

Proč ne "One - velikost - FITS - All" SuperAlloy existují

Superalioy optimalizovaná proUltra - vysoká - Síla teploty(např. Pro raketové trysky) může být příliš křehký nebo drahý pro nízký - napětí, střední - teplotní aplikace (např. Výměníky tepla).

Stupeň s výjimečnýmodolnost proti korozi(např. Pro mořské prostředí) může postrádat odolnost proti tečení potřebné pro čepele plynové turbíny.

Náklady, zpracovatelnost (např. Svařtelnost, machinabilita) a dostupnost také ovlivňují vhodnosti - ani vysoká - slitina výkonu není „nejlepší“, pokud ji nelze vyrobit do požadované komponenty nebo vyhovuje rozpočtu.

Top - Provádění superaloys pro klíčové aplikace

A. Ultra - vysoká - Síla teploty (1000–1200 ° C, např. Raketové motory, lopatky turbíny)

Nickel - založená: GH4049 / Inconel® 718

GH4049: Vyniká při 1000–1100 ° C, s vynikajícím odporem a tepelnou stabilitou - Ideální pro vysoko - tlakové lopatky turbíny v proudových motorech.

Inconel® 718: Vyvažuje vysokou pevnost (až 700 ° C) s vynikajícím svařovatelnosti a únavovou odolností, což z něj činí nejpoužívanější superlay pro letecké komponenty (např. Disky turbíny, motorové kryty).

Cobalt - založen: Haynes® 188

Zachovává sílu nad 1000 ° C a odolává horké korozi z roztavených solí nebo sírových plynů - používaných v spalovacích plynových turbínových spalovacích zařízeních a následcích.

b. Odolnost proti korozi (drsné chemikálie, mořské nebo jaderné prostředí)

Nickel - založené: hastelloy® C-276

Nabízí poblíž - Univerzální odolnost proti korozi vůči kyselinám (např. Síra, hydrochlorika), chloridy a organická rozpouštědla - kritických pro reaktory pro chemické zpracování, manipulaci s jaderným odpadem a mořský hardware.

Iron - Nickel - založen: incoloy® 825

Kombinuje odolnost proti korozi (na sulfidy, kyseliny) s dobrou tažností - používané v potrubí na moři oleje a plynu a vyluhování kyseliny.

C. Mid - teplotní náklady - Efektivita (600–900 ° C, např., Tepelné výměníky, díly pece)

Iron - nikl - založen: incoloy® 800H

Nižší náklady než nikl/kobalt - na bázi zachování tepelné stability a oxidační odolnosti do 900 ° C - Ideální pro výměníky tepla tepelné elektrárny a trubice průmyslové pece.

Nickel - založené: GH3030 / Inconel® 600

Vyvažuje odolnost proti korozi a zpracovatelnost při 600–800 ° C, s nižšími náklady než srážení - tvrdých stupňů - používaných v koších pec a trubicích kotle.

d. Aditivní výroba (3d - tištěné komplexní komponenty)

Nickel - založená: Inconel® 718 (aditivní třída)

Navrženo pro prášek - Fusion Bed Fusion (PBF) 3D tisk, zachování vysoké pevnosti a odolnosti proti únavě ve složitých tvarech (např. Custom turbínové lopatky s vnitřními chladicími kanály).