Co jsou slitiny s vysokou teplotou?
Vysokoteplotní slitina je slitina založená na prvcích železa, niklu a kobaltu. Je to kovový materiál, který může pracovat po dlouhou dobu při vysokých teplotách nad 600 stupňů a při určitém stresu; Má dobré komplexní vlastnosti, jako je pevnost s vysokou teplotou, oxidační odolnost, odolnost proti korozi, výkon únavy, houževnatost zlomenin atd. Slitina s vysokou teplotou je jediná struktura austenitu s dobrou stabilitou a spolehlivostí při různých teplotách. Na základě výše uvedených výkonnostních charakteristik a slitiny s vysokým obsahem se také nazývá „slitina s vysokou teplotou“. Je široce používán v leteckém, leteckém, ropném, chemickém průmyslu a dalších oborech a je důležitým materiálem pro lodě.
Klasifikace vysokoteplotních slitin
Typ prvku, typ posilování slitiny, metoda tvorby materiálu.
Podle prvků matrice jsou slitiny s vysokou teplotou rozděleny do vysokoteplotních slitin na bázi železa, niklu a kobaltu na bázi kobaltu. Provozní teplota slitin na bázi vysokých teplot na bázi železa může obecně dosáhnout pouze 750 ~ 780 stupňů. U tepelně rezistentních částí používaných při vyšších teplotách se používají slitiny na bázi niklu a refrakterních kovů. Highterové slitiny na bázi niklu zaujímají zvláště důležitou polohu v celé oblasti vysokoteplotních slitin a jsou široce používány při výrobě leteckých tryskových motorů a nejžhavějších částí různých průmyslových plynových turbín.
Klasifikace podle typu prvku matice
▪ Fe-ni-Cr/ Fe-Cr-Mn vysoká teplota slitina
Vysoko teplotní slitiny na bázi železa lze také nazvat tepelně rezistentní slitinovou ocel, která se tvoří přidáním malého množství legovacích prvků, jako jsou Ni a Cr do Fe. Tepelně rezistentní slitinovou ocel lze rozdělit na martenzitickou, austenitickou, perlitickou a ferritickou tepelně rezistentní ocel podle jejích normalizačních požadavků.
▪ Slitina na vysoké teplotě na bázi niklu
Vysoko teplotní slitina na bázi niklu má obsah niklu 50% nebo více a její odolnost vůči dotvaru, pevnost v tlaku a výnosná pevnost může být významně zlepšena pevným roztokem a ošetřením stárnutí. V současné době daleko převyšuje aplikační rozsah vysokoteplotní slitiny na bázi niklu na bázi vysokých teplot na bázi železa a kobaltu. Mnoho turbínových motorů, dokonce i lopatky turbíny a spalovací komory turbodmychadlí je vyrobeno ze slitin na bázi niklu.
▪ Slitina založená na kobaltu na bázi kobaltu
Složení slitiny s vysokou teplotou na bázi kobaltu je asi 60%a přidání prvků, jako jsou CR a Ni, může zlepšit její tepelnou odolnost. Ačkoli tento typ slitiny s vysokou teplotou má dobrou tepelnou odolnost, výtěžek kobaltu je nízký a zpracování je obtížné. Obvykle se používá k výrobě dílů, které jsou vystaveny vysokým teplotám (600 ~ 1000 stupňů) a extrémně složité stresové prostředí po dlouhou dobu, jako jsou pracovní čepele, disky turbíny, spalovací komory a horké části letadlových motorů. Aby se získala lepší tepelná odolnost, prvky jako W, MO, Ti, AL a CO obecně přidávají během procesu přípravy, aby byla zajištěna její vynikající odolnost proti teplu a odolnost proti únavě.
Klasifikace typem posilování slitiny
Podle typu posilování slitiny lze slitiny s vysokou teplotou rozdělit do pevného roztoku, který posiluje slitiny s vysokou teplotou a stárnoucí srážení posilující slitiny s vysokou teplotou.
▪ Pevné roztoky posilující slitiny s vysokou teplotou
Pevný roztok posilující slitina s vysokou teplotou se týká přidání určitých legovacích prvků do vysokoteplotních slitin na bázi železa, niklu nebo kobaltu za vzniku jednofázové austenitové struktury. Atomy solutu narušují mřížku pevného roztoku, zvyšují odpor skluzu v pevném roztoku a posilují ji. Některé atomy solutu mohou snížit delaminační energii systému slitiny, zvýšit tendenci dislokací rozkladu a ztěžovat postranní skluz.
▪ Srážky ve věku posilování slitiny s vysokou teplotou
Posílení tzv. Stárnoucího srážení se týká procesu tepelného zpracování, ve kterém je obrobku z slitiny vystaveno ošetření pevnému roztoku a poté chladné plastové deformaci, aby se udržel svůj výkon při vyšší teplotě nebo pokojové teplotě. Například maximální výnosová síla Inconel 718 slitiny při 650 stupňů je 1 000 MPA a slitina může být připravena 950 stupňů.
Klasifikace metodou formování materiálu
Podle metody formování materiálu je rozdělena do litých vysokoteplotních slitin (včetně obyčejných licích slitin, jednokrystalových slitin, směrových slitin atd.), Deformované slitiny s vysokou teplotou a posílení vysokých teplot).
Díky svému vynikajícímu komplexnímu výkonu se slitiny s vysokou teplotou široce používají v oblastech leteckého a energetiky a staly se nenahraditelným klíčovým materiálem pro horké koncové komponenty leteckých motorů a jeho použití představuje 40% ~ 60% celkového motoru. Jako příklad je vezmeme -li slitiny Inconel 718, jedná se o nejpoužívanější třídu, která se používá hlavně pro hlavní části, jako jsou šrouby, kompresory, oběžné kolo a olejové kryty motorů turboshaft. Kromě toho se používá také pro kryty, prsteny, následky a trysky. Superheaters a reheaters vysoce parametrových ultra-superkritických výkonných kotlů uhelných elektráren používají trubice z slitiny s vysokou teplotou s dobrým odporem dotvarování a vynikající odolnost proti korozi. Turbínové lopatky a vodicí lopatky plynových elektráren, jaderné energetické tepelné potrubí pára generátory atd.
