بخشش های Superlloy برای محیط های شدید

آلیاژهای درجه حرارت بالا یک مؤلفه اساسی در صنعت هوافضا هستند و معمولاً در موتورها ، توربین ها و تجهیزات تولید برق مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع آلیاژها باید بتوانند در برابر دمای شدید و محیط های سخت مقاومت کنند. در این مقاله ، خواص آلیاژهای درجه حرارت بالا و نحوه استفاده از آنها در شرایط شدید را بررسی خواهیم کرد.

آلیاژهای درجه حرارت بالا برای مقاومت در برابر دمای بالا بالاتر از 500 ℃ طراحی شده اند و در محیط هایی که فلزات معمولی به سرعت ذوب می شوند یا در برابر گرمای شدید بسیار آسیب پذیر می شوند ، استفاده می شوند. این آلیاژها در برنامه هایی مانند بخش داغ موتورهای توربین ، سیستم های اگزوز در هواپیما و مواد سپر حرارتی مورد استفاده برای اکتشافات فضایی استفاده می شوند.

متداول ترین فلزات مورد استفاده در آلیاژهای درجه حرارت بالا به دلیل استحکام ، مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی ، نیکل ، آهن و تیتانیوم هستند. از دیگر فلزات مانند کبالت و کروم نیز برای خواص منحصر به فرد آنها استفاده می شود. این آلیاژها به طور کلی بر اساس محتوای فلزی اصلی آنها به سه دسته طبقه بندی می شوند: آلیاژهای مبتنی بر نیکل ، آلیاژهای مبتنی بر آهن و آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم.

آلیاژهای مبتنی بر نیکل رایج ترین آلیاژهای درجه حرارت بالا هستند و به دلیل مقاومت برجسته آنها در برابر درجه حرارت بالا ، خوردگی و خزش شناخته شده اند. آلیاژهای مبتنی بر نیکل دارای خواصی هستند که آنها را برای محیط های شدید با تغییرات مکرر دما ، از جمله شوک حرارتی ایده آل می کند. آنها ماده اصلی مورد استفاده در قطعات موتور توربین ، از جمله تیغه ها ، احتراق ها و سیستم های اگزوز هستند.

آلیاژهای مبتنی بر آهن به اندازه آلیاژهای مبتنی بر نیکل متداول نیستند اما هنوز هم در کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می گیرند. آنها به دلیل مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون ، خوردگی و خزش شناخته شده اند. آلیاژهای مبتنی بر آهن در موتورهای توربین گازی و سیستم های اگزوز استفاده می شوند.

آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم قوی ترین آلیاژهای درجه حرارت بالا هستند و از مقاومت در برابر حرارت خوبی برخوردار هستند. آنها در برنامه هایی استفاده می شوند که استحکام یک عامل مهم است ، مانند تیغه های کمپرسور موتور جت. آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم برای استفاده در محیط هایی با سطح اکسیژن پایین مانند اکتشاف در اعماق دریا مناسب هستند.

فرآیند تولید آلیاژهای درجه حرارت بالا شامل مخلوط دقیق پودرهای فلزی ، فشار دادن پودر به داخل قالب و گرم کردن قالب در کوره خلاء است. این فرآیند به عنوان پخت و پز نامیده می شود و یک بلوک جامد از فلز را تشکیل می دهد ، که بیشتر به شکل ها و اندازه های مختلف پردازش می شود. پس از پخت و پز ، بلوک فلزی معمولاً جعلی یا ماشینکاری می شود تا شکل نهایی خود را ایجاد کند.

فرآیند جعل شامل گرم کردن فلز به دمای بالا و سپس چکش زدن آن به شکل خاصی است. فرایند جعل به بهبود استحکام و سختی فلز کمک می کند و حتی در محیط های شدید ، مقاومت در برابر سایش و پارگی را مقاوم می کند.

استفاده از آلیاژهای درجه حرارت بالا ، صنعت هوافضا را متحول کرده است. آنها امکان ایجاد موتورهای جت کارآمدتر و قدرتمندتر را فراهم می کنند که می توانند در برابر افزایش دما و فشارها مقاومت کنند. آلیاژهای درجه حرارت بالا با ارائه راه حل هایی برای سپرهای گرما و اجزای موتور موشک ، اکتشافات فضایی را در دسترس قرار داده اند.

در نتیجه ، آلیاژهای درجه حرارت بالا یک مؤلفه اساسی در صنعت هوافضا هستند زیرا می توانند در برابر درجه حرارت بالا ، خوردگی و خزش مقاومت کنند. این آلیاژها در طیف گسترده ای از برنامه ها از جمله قطعات موتور توربین ، سیستم های اگزوز و مواد سپر حرارتی برای اکتشافات فضا استفاده می شوند. با پیشرفت فناوری ، تقاضا برای آلیاژهای درجه حرارت بالا به رشد خود ادامه خواهد داد و ما احتمالاً در آینده شاهد برنامه های خلاقانه تری از این آلیاژها خواهیم بود.