1. Kas ir niķeļa - balstīts superaloy?
2. Kāds ir niķeļa - balstītu superaloys stiprums?
Augsta - temperatūras stiepes izturība: Pat pie 800–1 000 ° C tie var saglabāt stiepes stiprumus600–1 200 MPa(Atkarībā no sakausējuma pakāpes un termiskās apstrādes), kas ievērojami pārsniedz nerūsējošos tēraudus (kas parasti zaudē lielāko daļu virs 600 ° C).
Augstāka šļūdes pretestība: Šļūde (lēna plastmasas deformācija ar garu - Termiņa augstu - temperatūras spriegums) ir samazināts līdz minimumam. Piemēram, uzlabotas pakāpes, piemēram, Inconel 718, var izturēt stresu100 MPa 700 ° C temperatūrā vairāk nekā 10 000 stundasBez nozīmīgas deformācijas - kritiska komponentiem, piemēram, turbīnu asmeņiem, kas darbojas ilgstošā augstā temperatūrā.
Lieliska noguruma pretestība: Tie pretojas cikliskā stresa mazspējai (piemēram, no atkārtotiem sildīšanas/dzesēšanas cikliem) labāk nekā vairums sakausējumu, padarot tos piemērotus augstas - temperatūras daļas (piemēram, strūklas motora kompresoru) pagriešanai vai vibrēšanai).
Istaba - temperatūras stiprums: Apkārtējā temperatūrā tiem ir arī laba stiepes izturība (bieži 800–1 500 MPa) un ražas stiprums (600–1200 MPa), pārī ar saprātīgu elastību (10–30%pagarinājums), stiprības un apstrādājamības līdzsvarošana.
3. Kāds ir niķeļa superaloy sastāvs?
Bāzes elements: Niķelis (ni) -50–80%(Primārā matrica, nodrošinot pamata korozijas pretestību un kalpojot par saimnieku fāžu stiprināšanai).
Elementu stiprināšana:
Alumīnijs (AL, 1–6%) un titāns (ti, 1–5%): veido intermetālisko fāzi γ '- ni₃ (al, ti), primārais veicinātājs augstā - temperatūras stiprumā (šīs fāzes izgulsnējas niķeļa matricā līdz pretestības kustībai).
Tantalum (TA, 1–10%) un niobium (NB, 1–5%): vēl vairāk stabilizē γ 'fāzi un uzlabo šļūdes rezistenci (izplatīta progresējošās pakāpēs, piemēram, René 104 vai CMSX-4).
Ciets - Risinājums Stiprināt elementus:
Hroms (CR, 10–25%): pastiprina oksidāciju un izturību pret koroziju, veidojot blīvu cr₂o₃ oksīda slāni; arī stiprina niķeļa matricu.
Kobalts (CO, 0–20%): uzlabo augstu - temperatūras stabilitāti, samazina trauslo fāžu veidošanos un palielina šļūdes stiprību (tiek izmantots daudzos kosmosā - pakāpes sakausējumi).
Nelieli modificējošie elementi:
Ogleklis (C, 0,01–0,1%): veido karbīdus (piemēram, M₂₃c₆, MC), lai stiprinātu graudu robežas un pretotos šļūdes.
Bora (B, 0,001–0,01%) un cirkonijs (Zr, 0,01–0,1%): uzlabojiet graudu robežas, samazinot starpgranulāru plaisāšanu un uzlabojot noguruma izturību.
Mikroelementi (piemēram, hafnium, yttium): vēl vairāk uzlabo oksīda plēves adhēziju un augstu - temperatūras veiktspēju.
4. Vai niķeļa - bāzes superaloys ir dārgi?
Retas un dārgas izejvielas: Niķelis pats par sevi ir salīdzinoši dārgs parasta metāls; Citiem kritiskiem leģējošiem elementiem (piemēram, kobalta, tantalum, niobium un retzemju metāliem) ir vai nu maz, ģeogrāfiski koncentrēti (piemēram, kobalts no Kongo Demokrātiskās Republikas), vai arī nepieciešami sarežģīti ekstrakcijas procesi -, palielinot izejvielu izmaksas.
Sarežģīti ražošanas procesi: Niķeļa superaloy ražošana ir saistīta ar uzlabotām, enerģijas - intensīvām metodēm, lai nodrošinātu tīrību un precīzu mikrostruktūras kontroli, piemēram:
Vakuuma indukcijas kausēšana (VIM) vai vakuuma loka atlase (VAR), lai novērstu piemaisījumus (kritiski augstu - temperatūras veiktspējai).
Precīzas liešanas (piemēram, viena - kristāla liešana turbīnu asmeņiem) vai karstā izostatiskā presēšana (HIP), lai izvairītos no defektiem.
Post - apstrādes posmi, piemēram, termiskās apstrādes (lai optimizētu γ fāzes sadalījumu) un apstrādi (kas ir grūti sakausējuma augstās izturības dēļ, palielinot instrumentu nodilumu un apstrādes laiku).
Zems ražošanas apjoms: Atšķirībā no preču metāliem, niķeļa superaloys galvenokārt tiek izmantoti augstā - vērtībā, zemā - apjoma lietojumprogrammās (piemēram, aviācijas un kosmosa turbīnu komponenti, kodolreaktora daļas). Nelielas ražošanas skalas samazina apjomradītus ietaupījumus, vēl vairāk palielinot vienības izmaksas.
