Yüksek sıcaklık alaşımlarının sınıflandırılması

Geleneksel olarak, yüksek sıcaklık alaşım malzemeleri üç şekilde sınıflandırılabilir: matris elemanı tipi, alaşım güçlendirme tipi ve malzeme oluşturma yöntemi ile.

1 、 Matris elemanlarının türüne göre

(1) Demir bazlı yüksek sıcaklık alaşımları

Demir bazlı yüksek sıcaklık alaşımı da ısıya dayanıklı alaşım çelik olarak da adlandırılabilir. Matrisi Fe elemanıdır, az miktarda Ni, Cr ve diğer alaşım elemanları ekleyerek, ısıya dayanıklı alaşım çelik, martensit, östenit, inci, ferrit ısıya dayanıklı çelik vb.

(2) Nikel bazlı yüksek sıcaklık alaşımları

Nikel bazlı yüksek sıcaklık alaşımları nikelin yarısından fazlasını içerir ve 1000 ° C'nin üzerindeki çalışma koşullarına uygundur. Katı çözelti ve yaşlanma süreçlerinin kullanımı, sürünme direnci ve sıkıştırma ve akma mukavemetinde önemli bir artışa neden olabilir. Yüksek sıcaklıklı ortamlarda kullanılan yüksek sıcaklık alaşımlarının analizi ile ilgili olarak, nikel bazlı yüksek sıcaklık alaşımlarının kullanımı, demir bazlı ve kobalt bazlı yüksek sıcaklık alaşımlarının aralığını çok aşar. Aynı zamanda, nikel bazlı yüksek sıcaklık alaşımı aynı zamanda Çin'in en büyük üretimidir, en büyük miktarda yüksek sıcaklık alaşımı kullanımıdır. Birçok türbin motoru türbin bıçakları ve yanma odaları ve hatta turboşarjlar bile nikel bazlı alaşımları hazırlık malzemeleri olarak kullanır. Yarım yüzyıldan fazla bir süredir, 1940'ların sonlarından 750 ℃ ​​'nin sonuna kadar yüksek sıcaklıklara dayanmak için kullanılan yüksek sıcaklık malzemeleri, bu büyük artışın ayrıca döküm işlemi işlemenin hızlı gelişimini de başlattığı söylenmelidir. ve yüzey kaplama.

(3) Kobalt bazlı yüksek sıcaklık alaşımları

Kobalt bazlı yüksek sıcaklık alaşımı, kobalt içeriğinin yaklaşık%60'ı oluşturduğu kobalta dayanırken, yüksek sıcaklık alaşımlarının ısı direncini arttırmak için CR, Ni ve diğer elementlerin eklenmesi gerekir. Bu yüksek sıcaklık alaşımı daha iyi ısı direncine sahip olsa da, çok fazla kullanılmamaktadır, çünkü çeşitli ülkelerde kobalt kaynaklarının üretimi nispeten küçüktür ve işleme zordur. Genellikle yüksek sıcaklık koşullarında (600 ~ 1 000 ℃) ve aşırı karmaşık strese maruz kalan daha uzun bir süre, uçak motorlarının çalışma bıçakları, türbin diskleri, yanma odası sıcak uç bileşenleri ve havacılık motorları gibi yüksek sıcaklık kısımları. Daha iyi ısı direnci elde etmek için, üstün termal yorgunluk direncini sağlamak için hazırlıkta W, MO, TI, AL, CO gibi elementleri eklemek için genel koşullar.

2 、 Alaşım Güçlendirme Türü

Alaşım güçlendirme tipine göre, yüksek sıcaklık alaşımları katı çözelti güçlendirilmiş yüksek sıcaklık alaşımlarına ve yaşlanma yağış güçlendirilmiş alaşımlara bölünebilir.

(1) Katı Çözelti Güçlendirme Türü

Sözde katı çözelti güçlendirme tipi, demir, nikel veya kobalt bazlı yüksek sıcaklık alaşımına, tek fazlı östenit organizasyonunun oluşumu, çözünen atomlara bazı alaşım elemanları eklemektir, böylece katı çözelti matris nokta matris bozulması yapar, böylece Kayma direncindeki katı çözelti artar ve güçlenir. Bazı çözünen atomlar, alaşım sisteminin laminer çıkık enerjisini azaltabilir ve çıkık ayrışması eğilimini artırabilir, bu da zor çapraz geçiş göçü ile sonuçlanabilir ve alaşım, yüksek sıcaklık alaşım güçlendirme amacına ulaşmak için güçlendirilir.

(2) Yaşlanan yağış güçlendirme

Yaşlanan yağış güçlendirmesi, alaşım iş parçasının katı çözelti, soğuk plastik deformasyon olduğu ve daha sonra performansını korumak için daha yüksek bir sıcaklık veya oda sıcaklığına yerleştirildiği bir ısıl işlem işlemidir. Örneğin: GH4169 alaşımı, 650 ℃'de en yüksek verim mukavemeti, alaşım sıcaklığının bıçaklarının 950 ℃'ye kadar üretimi.

3 、 Malzeme şekillendirme yöntemi

Malzeme şekillendirme yöntemleri yoluyla: yüksek sıcaklık alaşımlarının dökülmesi (sıradan döküm alaşımı, tek kristal alaşım, yön alaşımı, vb. Dahil), deformasyon yüksek sıcaklık alaşımları, toz metalurjisi yüksek sıcaklık alaşımları (sıradan toz metalurjisi ve oksit dispersiyonu dahil olmak sıcaklık alaşımları).

(1) Yüksek sıcaklık alaşımlarının dökülmesi

Dökme yöntemi Doğrudan alaşım malzemenin hazırlanmış kısımlarına yüksek sıcaklık alaşımı döküm denir. Alaşım matris bileşimine göre, demir bazlı döküm yüksek sıcaklık alaşımına, nikel bazlı döküm yüksek sıcaklık alaşımına ve kobalt bazlı döküm yüksek sıcaklık alaşım 3 tipine bölünebilir. Kristalleştirme yöntemine göre, yüksek sıcaklık alaşımlı polikristalin döküm, yüksek sıcaklık alaşımı döküm, yönlü ötektik döküm yüksek sıcaklık alaşımı ve tek kristal döküm yüksek sıcaklık alaşım ve diğer dört tipe bölünebilir.

(2) Deforme edilmiş yüksek sıcaklık alaşımları

Halen aero-motorlarda en çok kullanılan malzemedir ve hem yurtiçinde hem de yurtdışında yaygın olarak kullanılmaktadır ve Çin'de deforme olmuş yüksek sıcaklık alaşımlarının yıllık üretimi Amerika Birleşik Devletleri'ndeki yaklaşık 1/8'dir [2]. GH4169 Alaşımını Örnek olarak alın, yurtiçinde ve yurtdışında en büyük uygulamalara sahip ana çeşitlerden biridir. Çin esas olarak türbin mili motor cıvatalarında, kompresörler ve tekerlekler, ana parçalar olarak yağ döküm disklerinde, diğer alaşım ürünlerinin artan olgunluğu ile, deforme olmuş yüksek sıcaklık alaşımlarının kullanımı yavaş yavaş azalabilir, ancak önümüzdeki birkaç on yıl içinde hala baskın pozisyon olun.

(3) Yeni yüksek sıcaklık alaşımları

Toz yüksek sıcaklık alaşımları, titanyum ve alüminyum intermetalik bileşikler, oksit dispersiyonu güçlendirilmiş yüksek sıcaklık alaşımları, korozyona dayanıklı yüksek sıcaklık alaşımları, toz metalurjisi ve nano-malzemeler ve diğer birçok ürün segmenti dahil.

① Alaşım derecesini arttırmak için üçüncü nesil toz yüksek sıcaklık alaşımları, böylece ilk iki kuşağın avantajlarını dikkate alarak, daha yüksek mukavemetli daha düşük hasar elde etmek, toz yüksek sıcaklık alaşım üretim süreci giderek olgunlaşıyor, Gelecek aşağıdaki yönlerden gerçekleştirilebilir: toz hazırlama, ısıl işlem süreci, bilgisayar simülasyon teknolojisi, çift performanslı toz diski;

②titanyum ve alüminyum intermetalik bileşikler dördüncü kuşağa ve kademeli olarak bu iki yönün çok izlemesine ve çok sayıda mikro eleman genişlemesine, Almanya'nın Hamburg Üniversitesi, Japonya'nın Kyoto Üniversitesi, Almanya'nın GKSS merkezi vb. Kapsamlı araştırma, titanyum ve alüminyum intermetalik bileşikler artık gemiler, biyolojik tıbbi, spor malzemeleri alanında kullanılmaktadır;

③oksit-dispersiyon güçlendirilmiş yüksek sıcaklık alaşımları, yaklaşık 20 çeşit yüksek sıcaklık mukavemeti ve düşük stres katsayısı ile üretilen ve geliştirilen ve ısıya dayanıklı ve oksidasyona dirençli olarak yaygın olarak kullanılan toz yüksek sıcaklık alaşımlarının bir parçasıdır. Gaz türbinleri, gelişmiş havacılık motorları, petrokimyasal reaktörler vb.

Corrosion'a dayanıklı yüksek sıcaklık alaşımları esas olarak inşaat ve havacılık uygulamalarında refrakter malzemelerin ve ısıya dayanıklı çeliğin yerini almak için kullanılır.