Kemisk sammensætning af højtemperaturlegeringer
Højtemperaturlegeringer er baseret på jern, nikkel, kobolt og andre hovedelementer såsom chrom, aluminium, titanium, wolfram, molybdæn osv. Som primære metalmaterialer kan de arbejde i lang tid ved temperaturer over 600 grader og visse belastninger betingelser. De har flere fordele i højtemperaturstyrke, oxidationsbestandighed, varmkorrosionsbestandighed, træthedsydelse, brudsejhed og andre aspekter.
Anvendelse af højtemperaturlegeringer
Højtemperaturlegeringer er meget udbredt inden for rumfart, atomkraft, bilindustrien, gasturbine, petrokemiske og andre områder.
Fra perspektivet af de globale højtemperatur-legeringsmarkedsapplikationsscenarier har luft- og rumfartsindustrien længe ligget på førstepladsen, med markedsefterspørgsel, der tegner sig for over 56%, hovedsagelig brugt til fremstilling af luftfartsmotorer og luftfartsbefæstelser.
Klassificering af højtemperaturlegeringer
Jernbaseret højtemperaturlegering
Nikkelbaseret højtemperaturlegering
Jernbaseret højtemperaturlegering
Anvendes ved lavere temperaturer, 600-850 grader, generelt brugt i dele af motorer med lavere driftstemperaturer, såsom turbineskiver, huse og aksler. Der er mange kvaliteter af jernbaserede højtemperaturlegeringer, herunder:
Tidshærdende jernbaserede legeringer. Såsom GH2036, GH2132, GH2135, GH2018, GH2038, GH2130, GH2136, GH2302, GH2696 osv.
Solid opløsning forstærket jernbaseret legering. Inklusive GH1015, GH1035, GH1040, GH1131, GH1140 osv.
Andre specielle typer jernbaserede højtemperaturlegeringer. For eksempel GH747, GH214, GH455 osv., som har ultra-høj temperatur oxidationsmodstand eller fremragende ydeevne i specifikke miljøer.
Nikkelbaseret højtemperaturlegering
Med den højeste brugstemperatur på omkring 1000 grader er nikkelbaserede højtemperaturlegeringsmaterialer meget brugt til fremstilling af de varmeste endedele af turbojetflymotorer og forskellige industrielle gasturbiner, såsom arbejdsvinger, styrevinger og turbiner. kvaliteter af nikkelbaserede legeringer: monel400, monelk500, Inconel600, Inconel601, Inconel625, Inconel690, Incoel718, InconelX750, Incoiloy800, Incoloy825, HastelloyC276, Hastelloyc22, osv.
Koboltbaseret højtemperaturlegering
Koboltbaserede højtemperaturlegeringsmaterialer bruges ved en temperatur på omkring 950 grader, det har god støbeevne og svejsbarhed og bruges hovedsageligt som et styrebladmateriale. På grund af de begrænsede koboltressourcer er denne type legering dyr. Cobaltbaseret legering er et meget brugt materiale til fremstilling af varmebestandige komponenter, med fremragende modstandsdygtighed over for høje temperaturer og god mekanisk styrke.
Her er nogle typiske koboltbaserede legeringskvaliteter og deres anvendelser:
Haynes-serien: inklusive Haynes25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X-40, Stellite6B osv. Disse legeringer bruges almindeligvis til fremstilling af flymotorer, turbiner og andet højtemperaturudstyr.
Kinesiske mærker som GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640 og DZ40M. Disse kvaliteter af legeringer er også meget udbredt i Kina.
WC Co-serien: Cobaltbaserede hårde legeringer med wolframcarbid (WC) som den vigtigste hårde fase og kobolt (Co) som bindingsfasen. Kvaliteterne omfatter YG6, YG8, YG6X, YG8C, YG10 osv. Denne type materiale er almindeligt anvendt i fremstilling af værktøjer og forme.
TiC Ni-serien: Cobaltbaserede hårde legeringer med titaniumcarbid (TiC) som den primære hårde fase og nikkel (Ni) som bindingsfasen. Kvaliteterne omfatter YT5, YT15, YT14 osv. Disse materialer er velegnede til fremstilling af slidbestandige dele og skærende værktøjer.
TiC NiMo-serien: Cobaltbaserede hårde legeringer, der kombinerer hårde faser af titaniumcarbid (TiC) og molybdæncarbid (Mo2C), samt nikkel (Ni) som bindingsfasen. Kvaliteterne omfatter YXM1, YXM4 osv. Disse materialer er velegnede til fremstilling af komponenter, der er modstandsdygtige over for korrosion og høje temperaturer.
GH605: Dette er en typisk kvalitet af koboltbaserede deformations-højtemperaturlegeringer, der ligner eller svarer til kvaliteter som L605, HS25, WF-11, AIS1670, UNSR30605, KC20WN osv.
Højtemperaturlegeringer er opdelt i:
Deformerbar højtemperaturlegering: Anvendes ved en temperatur på 600-1000 grader, den bruges generelt i kompressorskiver og turbineskiver i motorer, med relativt lav styrke, god plasticitet, varmbearbejdning og svejsbarhed.
Støbning af højtemperaturlegeringer: kan opdeles i tre kategorier: ligeaksede højtemperaturlegeringer, retningsbestemt størknet søjleformede højtemperaturlegeringer og enkeltkrystal højtemperaturlegeringer.
1) Ensakset krystal højtemperaturlegering: Brugt ved en temperatur på 1000 grader og ved hjælp af traditionelle investeringsstøbningsmetoder er dens temperaturbærende kapacitet relativt lav. Det bruges hovedsageligt i de sidste par stadier af lavtryksturbinevinger med en bred vifte af applikationer, der tegner sig for 60-70% af alle støbekomponenter, men den ekstra fortjeneste ved produktet er lav.
2) Søjleformet højtemperaturlegering med retningsbestemt størkning: Anvendes ved en temperatur på 1000-1100 grader, fremstillet ved hjælp af retningsbestemt størkningsteknologi, med relativt høj temperaturbæreevne. Det bruges hovedsageligt til arbejdsvingerne i de første få trin af lavtryksturbiner, såvel som det første og andet trin af arbejdsvingerne i nogle motorhøjtryksturbiner. Anvendelsesomfanget er begrænset til arbejdende klinger, og produktet har høj ekstra fortjeneste.
3) Enkeltkrystal højtemperaturlegering: brugt ved en temperatur på 1200 grader, fremstillet ved brug af retningsbestemt størkning og krystaludvælgelsesteknologi. Den har den højeste temperaturbærende kapacitet og bruges hovedsageligt til avancerede motorhøjtryksskovlblade og lavtryksturbine forreste to-trins vinger. Dens anvendelsesområde er begrænset til arbejdende klinger, og produktet har den højeste ekstra fortjeneste.
Nye højtemperaturlegeringer
Nye højtemperaturlegeringer refererer til højtemperaturlegeringsmaterialer produceret gennem nye fremstillingsprocesser, primært inklusive pulverhøjtemperaturlegeringer og dispersionsforstærkede højtemperaturlegeringer (ODS).
1) Pulver højtemperaturlegering: brugt ved en temperatur på 1100 grader, det er en produktionsproces, der forstøver højtemperaturlegeringer til pulver og derefter danner dem til højtemperaturlegeringsprodukter gennem varm isostatisk presning eller varm isostatisk presning plus smedning. Det har karakteristika af høj metaludnyttelsesgrad, lave omkostninger og relativt høj temperaturbærende kapacitet. I øjeblikket bruges det hovedsageligt i turbineskiver og turbineblade og er et fremragende materiale til højtemperaturkomponenter såsom motorturbineskiver med højt tryk til vægtforhold, kompressorskiver og turbinebaffler
2) Dispersionsforstærket højtemperaturlegering (ODS): Anvendes ved en temperatur på 1200 grader, fremstillet ved hjælp af en lignende pulvermetallurgiproces, med højtemperaturbærende kapacitet, hovedsageligt brugt i flammerør, styreblade og turbinevinger.
