Beth yw aloi tymheredd uchel

Rhennir aloion tymheredd uchel yn dri math o ddeunyddiau: deunyddiau tymheredd uchel 760 gradd, deunyddiau tymheredd uchel 1200 gradd a deunyddiau tymheredd uchel 1500 gradd, gyda chryfder tynnol o 800MPa. Mewn geiriau eraill, mae'n cyfeirio at ddeunyddiau metel tymheredd uchel sy'n gweithio am amser hir ar dymheredd uwchlaw 760--1500 gradd ac o dan amodau penodol. Mae ganddynt gryfder tymheredd uchel rhagorol, ymwrthedd da i ocsidiad a chorydiad poeth, perfformiad blinder da, caledwch torri asgwrn a phriodweddau cynhwysfawr eraill. Mae wedi dod yn ddeunydd allweddol na ellir ei adnewyddu ar gyfer cydrannau penboeth peiriannau tyrbin nwy milwrol a sifil.

Defnyddir prif aloion tymheredd uchel i gynhyrchu cydrannau tymheredd uchel fel llafnau tyrbin, llafnau, disgiau tyrbin, disgiau tyrbin nwy pwysedd uchel a siambrau hylosgi ar gyfer tyrbinau nwy hedfan, llyngesol a diwydiannol. Fe'u defnyddir hefyd i gynhyrchu cerbydau awyrofod, peiriannau rocedi, adweithyddion niwclear, offer petrocemegol a glo. trosi a dyfeisiau trosi ynni eraill.

Ers diwedd y 1930au, mae Prydain, yr Almaen, yr Unol Daleithiau a gwledydd eraill wedi dechrau astudio aloion tymheredd uchel. Yn ystod yr Ail Ryfel Byd, er mwyn diwallu anghenion peiriannau awyrofod newydd, aeth yr ymchwil a'r defnydd o aloion tymheredd uchel i gyfnod o ddatblygiad egnïol. Yn gynnar yn y 1940au, ychwanegodd y Deyrnas Unedig ychydig o alwminiwm a thitaniwm yn gyntaf i'r aloi 80Ni-20Cr i ffurfio cyfnod ar gyfer cryfhau, a datblygodd yr aloi cyntaf yn seiliedig ar nicel gyda chryfder tymheredd uchel uchel. Yn ystod yr un cyfnod, er mwyn diwallu anghenion datblygu turbochargers ar gyfer aeroengines piston, dechreuodd yr Unol Daleithiau ddefnyddio aloion Vitallium sy'n seiliedig ar cobalt i wneud llafnau.

Yn ogystal, mae'r Unol Daleithiau hefyd wedi datblygu aloi Inconel sy'n seiliedig ar nicel i wneud y siambr hylosgi o beiriannau jet. Yn ddiweddarach, er mwyn gwella cryfder tymheredd uchel yr aloi ymhellach, ychwanegodd metelegwyr twngsten, molybdenwm, cobalt ac elfennau eraill at yr aloi sy'n seiliedig ar nicel, cynyddu'r cynnwys alwminiwm a thitaniwm, a datblygu cyfres o frandiau aloi, megis y Prydeinig "Nimonic", yr Americanaidd "Mar-M" ac "IN", ac ati; mewn aloion sy'n seiliedig ar cobalt, ychwanegir elfennau megis nicel a thwngsten i ddatblygu amrywiaeth o aloion tymheredd uchel, megis X-45, HA-188, FSX-414, ac ati. i'r diffyg adnoddau cobalt, mae datblygiad superalloys sy'n seiliedig ar cobalt wedi'i gyfyngu.

Yn y 1940au, datblygwyd uwchaloau haearn hefyd. Yn y 1950au, ymddangosodd brandiau fel A-286 ac Incoloy901. Fodd bynnag, oherwydd sefydlogrwydd tymheredd uchel gwael, mae datblygiad wedi bod yn araf ers y 1960au. Dechreuodd yr Undeb Sofietaidd gynhyrchu uwch-aloiau wedi'u seilio ar nicel brand "ЭИ" tua 1950, ac yn ddiweddarach cynhyrchodd uwch-aloiau anffurfiedig cyfres "ЭП" ac uwch-aloi cast cyfres ЖС. Dechreuodd Tsieina dreialu cynhyrchu aloion tymheredd uchel ym 1956, ac yn raddol ffurfiodd y gyfres "GH" o uwch-aloiion anffurfiedig a'r gyfres "K" o uwch-aloi cast. Yn y 1970au, defnyddiodd yr Unol Daleithiau hefyd brosesau cynhyrchu newydd i gynhyrchu llafnau crisialu cyfeiriadol a disgiau tyrbin meteleg powdr, a datblygodd gydrannau aloi tymheredd uchel megis llafnau un grisial i ddiwallu anghenion cynyddol tymereddau mewnfa tyrbinau injan awyrennau.

Hyd yn hyn, mae pob gwlad yn ymchwilio i aloion tymheredd uchel newydd, gan wneud datblygiadau parhaus, arloesiadau, ac ehangu meysydd cymhwyso. Yn natblygiad diwydiant modern, maent yn amlwg wedi dod yn ddeunydd aloi anhepgor.

(1) Aloi tymheredd uchel sy'n seiliedig ar haearn

Gellir galw aloion tymheredd uchel sy'n seiliedig ar haearn hefyd yn dduroedd aloi sy'n gwrthsefyll gwres. Ei matrics yw elfen Fe, gydag ychydig bach o Ni, Cr ac elfennau aloi eraill wedi'u hychwanegu. Gellir rhannu dur aloi sy'n gwrthsefyll gwres yn martensite, austenite, pearlite, ferrite sy'n gwrthsefyll gwres dur, ac ati yn ôl ei ofynion normaleiddio.

(2) Aloi tymheredd uchel sy'n seiliedig ar nicel

Mae aloion tymheredd uchel sy'n seiliedig ar nicel yn cynnwys mwy na hanner y nicel ac maent yn addas ar gyfer amodau gwaith uwchlaw 1000 gradd. Gan ddefnyddio datrysiad solet a phrosesu heneiddio, gellir gwella'r ymwrthedd creep a chryfder y cynnyrch cywasgol yn fawr. Ar hyn o bryd, yn seiliedig ar ddadansoddiad o superalloys a ddefnyddir mewn amgylcheddau tymheredd uchel, mae cwmpas defnyddio uwch-aloi sy'n seiliedig ar nicel yn llawer uwch na'r defnydd o uwch-aloi sy'n seiliedig ar haearn a chobalt. Ar yr un pryd, aloi tymheredd uchel sy'n seiliedig ar nicel hefyd yw'r aloi tymheredd uchel gyda'r cynhyrchiad mwyaf a'r defnydd mwyaf yn fy ngwlad. Mae llawer o lafnau tyrbin injan tyrbin a siambrau hylosgi, a hyd yn oed turbochargers hefyd yn defnyddio aloion sy'n seiliedig ar nicel fel deunyddiau paratoi. Am fwy na hanner canrif, mae galluoedd tymheredd uchel deunyddiau tymheredd uchel a ddefnyddir mewn peiriannau awyrofod wedi cynyddu o 750 gradd ar ddiwedd y 1940au i 1200 gradd ar ddiwedd y 1990au. Dylid dweud bod y gwelliant enfawr hwn hefyd wedi ysgogi gwelliannau mewn prosesau castio, gorchuddion wyneb, ac ati Datblygiad cyflym.

(3) Aloi tymheredd uchel sy'n seiliedig ar cobalt

Mae aloion tymheredd uchel sy'n seiliedig ar cobalt yn defnyddio cobalt fel y matrics, ac mae'r cynnwys cobalt yn cyfrif am tua 60%. Ar yr un pryd, mae angen ychwanegu elfennau megis Cr a Ni i wella ymwrthedd gwres yr aloi tymheredd uchel. Er bod gan yr aloi tymheredd uchel hwn ymwrthedd gwres gwell, oherwydd gwahanol wledydd Mae allbwn adnoddau cobalt yn gymharol fach ac mae prosesu yn anodd, felly nid yw'r swm yn fawr. Fe'i defnyddir fel arfer mewn amodau tymheredd uchel (600 ~ 1000 gradd) a rhannau tymheredd uchel sy'n destun straen cymhleth eithafol am amser hir, megis llafnau gweithio peiriannau aero, disgiau tyrbin, cydrannau pen poeth siambrau hylosgi, a peiriannau awyrofod. Er mwyn cael gwell ymwrthedd gwres, o dan amodau arferol, dylid ychwanegu elfennau megis W, MO, Ti, Al, a Co wrth baratoi i sicrhau ei wrthwynebiad gwres uwch a'i wrthwynebiad blinder.

Yn ôl y math o aloi cryfhau, gellir rhannu aloion tymheredd uchel yn ateb solet cryfhau aloion tymheredd uchel a dyodiad oed cryfhau aloion.

(1) Cryfhau math ateb solet

Y math cryfhau datrysiad solet fel y'i gelwir yw ychwanegu rhai elfennau aloi at aloion tymheredd uchel haearn, nicel neu cobalt i ffurfio strwythur austenit un cam. Mae'r atomau hydoddyn yn ystumio'r dellt matrics datrysiad solet, sy'n cynyddu'r ymwrthedd llithro yn yr hydoddiant solet ac yn ei gryfhau. Gall rhai atomau hydoddyn leihau egni pentyrru nam ar y system aloi, cynyddu tueddiad dadelfennu dadleoli, gwneud croeslithriad yn anodd, a chryfhau'r aloi i gyflawni pwrpas cryfhau aloion tymheredd uchel.

(2) Cryfhau dyddodiad heneiddio

Mae'r cryfhau dyddodiad oedran fel y'i gelwir yn broses trin gwres lle mae'r darn gwaith aloi yn cael triniaeth datrysiad solet, anffurfiad plastig oer, ac yn cael ei osod ar dymheredd uwch neu dymheredd ystafell i gynnal ei briodweddau. Er enghraifft: mae gan aloi GH4169 gryfder cynnyrch uchaf o 1000MPa ar 650 gradd, a gall tymheredd yr aloi ar gyfer gwneud llafnau gyrraedd 950 gradd.

Wedi'i rannu â dulliau ffurfio deunydd: aloion castio tymheredd uchel (gan gynnwys aloion castio cyffredin, aloion grisial sengl, aloion cyfeiriadol, ac ati), aloion tymheredd uchel wedi'u dadffurfio, ac aloion tymheredd uchel meteleg powdr (gan gynnwys meteleg powdr cyffredin a gwasgariad ocsid- aloion tymheredd uchel wedi'u cryfhau).

(1) Castio aloi tymheredd uchel

Gelwir deunyddiau aloi sy'n defnyddio dulliau castio i baratoi rhannau'n uniongyrchol yn aloion tymheredd uchel cast. Yn ôl cyfansoddiad y matrics aloi, gellir ei rannu'n dri math: superalloy castio sy'n seiliedig ar haearn, superalloy castio sy'n seiliedig ar nicel a superalloy castio seiliedig ar ddiemwnt. Yn ôl y dull crisialu, gellir ei rannu'n bedwar math: superalloy cast polycrystalline, superalloy cast solidification cyfeiriadol, superalloy cast eutectig cyfeiriadol a superalloy cast grisial sengl.

(2) Aloi tymheredd uchel wedi'i ddadffurfio

Dyma'r deunydd a ddefnyddir amlaf mewn peiriannau awyrofod o hyd ac fe'i defnyddir yn eang gartref a thramor. mae allbwn blynyddol fy ngwlad o uwch-aloiion anffurfiedig tua 1/8 o allbwn yr Unol Daleithiau [2]. Gan gymryd aloi GH4169 fel enghraifft, dyma'r prif amrywiaeth gyda'r nifer fwyaf o gymwysiadau gartref a thramor. Yn fy ngwlad, mae bolltau, cywasgwyr ac olwynion, a sosbenni sling olew o beiriannau turboshaft yn cael eu defnyddio'n bennaf fel prif rannau. Wrth i gynhyrchion aloi eraill ddod yn fwyfwy aeddfed, mae anffurfiad yn digwydd ar dymheredd uchel. Gall y defnydd o aloion leihau'n raddol ond bydd yn parhau i fod yn flaenllaw yn y degawdau nesaf.

(3) Aloi tymheredd uchel newydd

Gan gynnwys aloion tymheredd uchel powdr, cyfansoddion rhyngfetelaidd titaniwm-alwminiwm, aloion tymheredd uchel wedi'u cryfhau â gwasgariad ocsid, aloion tymheredd uchel sy'n gwrthsefyll cyrydiad, meteleg powdr a nanomaterials a segmentau cynnyrch eraill.

① Mae gradd aloi y drydedd genhedlaeth o uwch-aloi powdr wedi'i wella, gan ganiatáu iddo ystyried manteision y ddwy genhedlaeth gyntaf a chyflawni cryfder uwch a difrod is. Mae'r broses gynhyrchu o superalloys powdr yn dod yn fwyfwy aeddfed. Yn y dyfodol, gellir ei ddatblygu o'r agweddau canlynol: paratoi powdr, proses trin gwres, technoleg efelychu cyfrifiadurol, disg powdr perfformiad deuol;

② Mae cyfansoddion rhyngfetelaidd titaniwm-alwminiwm wedi'u datblygu i'r bedwaredd genhedlaeth, ac maent yn ehangu'n raddol i ddau gyfeiriad micro-elfen aml-elfen a micro-elfen fawr. Mae Prifysgol Hamburg yn yr Almaen, Prifysgol Kyoto yn Japan, a Chanolfan GKSS yn yr Almaen i gyd wedi cynnal ymchwil helaeth ar ditaniwm. Defnyddir cyfansoddion rhyngfetelaidd alwminiwm bellach mewn meysydd adeiladu llongau, biofeddygol a nwyddau chwaraeon;

③ Mae uwch-aloi gwasgariad ocsid yn rhan o uwch-aloi powdr. Mae bron i 20 math yn cael eu cynhyrchu a'u datblygu. Mae ganddynt gryfder tymheredd uchel uchel a chyfernodau straen isel ac fe'u defnyddir yn helaeth mewn cydrannau gwrthsefyll gwres a gwrth-ocsidiad tyrbinau nwy, peiriannau awyrofod uwch, ac ati. Adweithydd petrocemegol, ac ati;

④ Defnyddir aloion tymheredd uchel sy'n gwrthsefyll cyrydiad yn bennaf i ddisodli deunyddiau anhydrin a dur sy'n gwrthsefyll gwres ym meysydd adeiladu ac awyrofod.

Plât Alloy Cof NiTi

Gwifren Nitinol Feddygol