Naar wat voor soort legering verwijst een op nikkel gebaseerde hogetemperatuurlegering?
Op nikkel gebaseerde hogetemperatuurlegeringen verwijzen naar hogetemperatuurlegeringen die nikkel als matrix gebruiken (het gehalte is over het algemeen groter dan 50%) en een hoge sterkte en goede weerstand hebben tegen oxidatie en gascorrosie in het bereik van 650 tot 1000 graden. Op nikkel gebaseerde hogetemperatuurlegeringen (hierna nikkelgebaseerde legeringen genoemd) werden eind jaren dertig ontwikkeld. Het Verenigd Koninkrijk produceerde in 1941 voor het eerst de nikkellegering Nimonic 75 (Ni-20Cr-0.4Ti); Om de kruipsterkte te verbeteren werd aluminium toegevoegd om Nimonic 80 (Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al) te ontwikkelen. De Verenigde Staten in het midden-1940, de Sovjet-Unie eind jaren veertig en China in het midden-1950 ontwikkelden ook legeringen op nikkelbasis.
vervorming
Vervormde hogetemperatuurlegering verwijst naar een type legering dat kan worden verwerkt door warme en koude vervorming, een bedrijfstemperatuurbereik heeft van -253 ~ 1320 graden, goede mechanische eigenschappen heeft, uitgebreide sterkte- en taaiheidsindicatoren, en hoge anti-oxidatie en anti-corrosie eigenschappen. Volgens het warmtebehandelingsproces kan het worden onderverdeeld in een met een vaste oplossing versterkte legering en een door de leeftijd versterkte legering.
1. Stevige oplossing versterkte legering
Het bedrijfstemperatuurbereik bedraagt 900 ~ 1300 graden en de maximale anti-oxidatietemperatuur bereikt 1320 graden. De GH128-legering heeft bijvoorbeeld een treksterkte van 850 MPa en een vloeigrens van 350 MPa bij kamertemperatuur; een treksterkte van 140 MPa en een rek van 85% bij 1000 graden; een duurzame levensduur van 200 uur en een rek van 40% bij 1000 graden en 30 MPa spanning. Legeringen in vaste oplossingen worden over het algemeen gebruikt voor het maken van verbrandingskamers, behuizingen en andere componenten van luchtvaart- en ruimtevaartmotoren.
2. Door veroudering versterkte legering
De bedrijfstemperatuur is -253~950 graden en wordt over het algemeen gebruikt om structurele onderdelen te maken, zoals turbineschijven en bladen voor luchtvaart- en ruimtevaartmotoren. De legering die wordt gebruikt om turbineschijven te maken heeft een werktemperatuur van -253~700 graden en moet een goede sterkte bij hoge en lage temperaturen en weerstand tegen vermoeidheid hebben. Bijvoorbeeld: GH4169-legering heeft een maximale vloeigrens van 1000 MPa bij 650 graden; de legeringstemperatuur voor het maken van messen kan 950 graden bereiken. Bijvoorbeeld: de GH220-legering heeft een treksterkte van 490 MPa bij 950 graden en een duurzame levensduur van meer dan 40 uur bij 940 graden en 200 MPa.
Misvormde superlegeringen leveren voornamelijk structurele smeedstukken, cakes, ringen, staven, platen, pijpen, strips en draden voor de lucht- en ruimtevaart-, luchtvaart-, kernenergie- en civiele aardolie-industrie.
gieten
Gegoten hogetemperatuurlegeringen verwijzen naar een type hogetemperatuurlegeringen die alleen of alleen kunnen worden gevormd door gietmethoden. De belangrijkste kenmerken zijn:
1. Met een breder samenstellingsbereik, omdat er geen rekening hoeft te worden gehouden met de vervormingsverwerkingsprestaties, kan het ontwerp van de legering zich richten op het optimaliseren van de prestaties. Voor hogetemperatuurlegeringen op nikkelbasis kan de samenstelling bijvoorbeeld zo worden aangepast dat het gehalte 60% of hoger bereikt, zodat de legering nog steeds uitstekende eigenschappen kan behouden bij temperaturen tot 85% van het smeltpunt van de legering. .
2. Het heeft een breder toepassingsgebied. Vanwege de speciale voordelen van de gietmethode kunnen gietstukken van hoge temperatuurlegeringen met een bijna netto vorm of zonder marge worden ontworpen en vervaardigd met elke complexe structuur en vorm, afhankelijk van de gebruiksbehoeften van de onderdelen.
Afhankelijk van de bedrijfstemperatuur van gietlegeringen kunnen ze worden onderverdeeld in de volgende drie categorieën:
Categorie 1: Equiaxed kristalgegoten hogetemperatuurlegeringen gebruikt bij -253~650 graden. Deze legeringen hebben goede uitgebreide eigenschappen over een breed temperatuurbereik, vooral bij lage temperaturen, en kunnen hun sterkte en plasticiteit behouden zonder degradatie. De K4169-legering, die in grote hoeveelheden wordt gebruikt in luchtvaart- en ruimtevaartmotoren, heeft bijvoorbeeld een treksterkte van 1000 MPa bij 650 graden, een vloeigrens van 850 MPa en een trekplasticiteit van 15%; de levensduur onder 620 MPa-stress bij 650 graden is 200 uur. Het is gebruikt om diffusorbehuizingen in ruimtevaartmotoren en complexe structurele onderdelen voor verschillende pompen in ruimtevaartmotoren te maken.
Categorie 2: Equiaxed kristalgegoten hogetemperatuurlegeringen gebruikt bij 650 tot 950 graden. Deze legeringen hebben hoge mechanische eigenschappen en zijn bestand tegen hete corrosie bij hoge temperaturen. De K419-legering heeft bijvoorbeeld een treksterkte van meer dan 700 MPa en een trekplasticiteit van meer dan 6% bij 950 graden; bij 950 graden is de ultieme sterktelimiet voor 200 uur groter dan 230 MPa. Dit type legering is geschikt voor gebruik als turbinebladen voor vliegtuigmotoren, leischoepen en integraal gegoten turbines.
Categorie III: directioneel gestolde kolomvormige kristallen en monokristallijne superlegeringen gebruikt bij 950 tot 1100 graden. Deze legeringen hebben uitstekende uitgebreide eigenschappen, oxidatieweerstand en weerstand tegen hete corrosie in dit temperatuurbereik. De DD402-eenkristallegering heeft bijvoorbeeld een duurzame levensduur van meer dan 100 uur onder een spanning van 1100 graden en 130 MPa. Dit is het heetste materiaal voor turbinebladen dat in China wordt gebruikt en is geschikt voor het maken van eerstetrapsturbinebladen voor nieuwe krachtige motoren.
Met de voortdurende verbetering van de precisiegiettechnologie ontstaan er ook voortdurend nieuwe speciale processen. Fijnkorrelige giettechnologie, directionele stollingstechnologie en CA-technologie voor complexe dunwandige structurele onderdelen hebben het niveau van het gieten van hogetemperatuurlegeringen aanzienlijk verbeterd en hun toepassingsbereik is blijven toenemen.
