Inleiding en toepassing van legeringen op hoge temperatuur
Legeringen op hoge temperatuur, ook bekend als superlegeringen, zijn een klasse van metaalmaterialen die hun sterkte en corrosieweerstand in omgevingen op hoge temperatuur kunnen behouden.
Inleiding en toepassing van legeringen op hoge temperatuur
Legeringen op hoge temperatuur zijn op ijzer gebaseerde, op nikkel gebaseerde en kobaltgebaseerde legeringen die meestal worden gebruikt bij temperaturen boven 540 graden. Deze legeringen worden op grote schaal gebruikt in verschillende industriële velden vanwege hun uitstekende eigenschappen bij hoge temperaturen, zoals kruipweerstand, oxidatieweerstand en corrosieweerstand.
Metallurgische principes van legeringen op hoge temperatuur
Legeringen op hoge temperatuur hebben meestal een gezichtsgerichte kubieke (FCC) kristalstructuur. IJzer en kobalt zijn geen FCC -structuren bij kamertemperatuur, maar ze zullen transformeren in FCC -structuren na hoge temperaturen of legering. Nikkel handhaaft de FCC -structuur bij alle temperaturen. De eigenschappen van legeringen op hoge temperatuur worden niet alleen bepaald door hun chemische samenstelling, maar ook beïnvloed door warmtebehandeling, smeden en gietprocessen.
Kenmerken en eigenschappen van legeringen op hoge temperatuur
Gewone staal- en titaniumlegeringen zijn niet sterk genoeg bij temperaturen boven 540 graden en kunnen worden beschadigd door corrosie.
Als de sterkte moet worden gehandhaafd bij hogere temperaturen (smeltpunt van de meeste legeringen is ongeveer 1371-1204 graad), worden meestal op nikkel gebaseerde superalys geselecteerd.
Op nikkel gebaseerde superlegeringen kunnen worden gebruikt bij hogere temperatuurverhoudingen dan commerciële materialen.
Op kobalt gebaseerde superlegeringen kunnen worden gebruikt als vervanging voor op nikkel gebaseerde superalys, afhankelijk van het vereiste sterkte en corrosietype.
Bij lagere temperaturen hebben superlegeringen op basis van ijzernickel een breder scala aan toepassingen dan op nikkel gebaseerde en op kobalt gebaseerde superalys.
De sterkte van superlegeringen hangt niet alleen af van chemische samenstelling, maar ook van warmtebehandeling, smeed, gietprocessen, vooral het proces na warmtebehandeling, smeden of gieten.
Op ijzernickel gebaseerde superalys zijn goedkoper dan op nikkel gebaseerde en op kobalt gebaseerde superalys.
Om de corrosieweerstand bij hoge temperaturen te verbeteren, bevatten de meeste verwerkte superlegeringen een bepaalde hoeveelheid chroom.
Superaloys hebben een hoge oxidatieweerstand, maar in sommige gevallen is de corrosieweerstand onvoldoende. Bij bijvoorbeeld turbinetemperaturen van vliegtuigmotoren boven 760 graden vereisen superlegeringen coatings.
Superalloy -coatingtechnologie is een belangrijk onderdeel van de toepassing en ontwikkeling ervan. Niet -gecoate superlegeringen zijn inefficiënt voor langdurig gebruik bij hoge temperaturen.
In superlegeringen, met name op nikkel gebaseerde superlegeringen, worden verschillende elementen toegevoegd, met sommige legeringen met maximaal 14 of meer gecontroleerde elementen.
De elementen die worden gebruikt in superlegeringen, zoals nikkel, kobalt, chroom, wolfraam, molybdeen, rhenium en hafnium, zijn over het algemeen duur en variëren in de loop van de tijd.
Toepassingen van superlegeringen
Superalloys hebben een breed scala aan toepassingen in toepassingen op hoge temperatuur, waaronder vliegtuigcomponenten, chemische en petrochemische apparatuur.
Het is belangrijk op te merken dat niet alle toepassingen sterkte vereisen bij hoge temperaturen. De samenstelling en corrosieweerstand van superlegeringen maken ze een standaardmateriaal voor de productie van medische hulpmiddelen. Superalloys hebben ook toepassingen gevonden bij zeer lage temperaturen.
Superalloys spelen een belangrijke rol in de moderne industrie vanwege hun unieke combinatie van eigenschappen, vooral in de ruimtevaart-, energie- en chemische industrie.
