جعل آلیاژ درجه حرارت بالا چیست

بخش های آلیاژ با درجه حرارت بالا آلیاژهایی هستند که برای مقاومت در برابر دمای بالا ، به طور معمول بالاتر از 540 درجه سانتیگراد طراحی شده اند. انتخاب این آلیاژها مقاومت در برابر دما را فراهم می کند که به طور معمول مواد استاندارد را تخریب می کند ، و این امکان را فراهم می کند که از آنها در برنامه های درجه حرارت بالا استفاده شود ، مانند توربین های گازی صنعتی ، توربین های بخار ، موتورهای هواپیما یا راکتورهای هسته ای. این آلیاژها همچنین به عنوان SuperAlloys یا آلیاژهای با کارایی بالا شناخته می شوند و با خواص مکانیکی عالی در دماهای بالا ، مقاومت در برابر خستگی خوب و مقاومت در برابر خوردگی خوب مشخص می شوند.

ترکیب و خصوصیات

بخش های آلیاژ با درجه حرارت بالا به طور معمول از نیکل ، آهن یا کبالت تشکیل شده اند و با افزودن سایر عناصر آلیاژ مانند کروم ، آلومینیوم ، تیتانیوم و مولیبدن. این آلیاژها بر اساس ترکیب آنها به سه دسته اصلی طبقه بندی می شوند:

آلیاژهای مبتنی بر نیکل: آنها از آلیاژهای با درجه حرارت بالا استفاده می کنند و می توانند به پنج زیر طبقه تقسیم شوند: آستنیتی ، بارش بارش ، ریخته گری ، متالورژی پودر و تقویت کننده اکسید (ODS).

آلیاژهای مبتنی بر آهن: آنها همچنین به عنوان آلیاژهای مبتنی بر آهن شناخته می شوند و در درجه اول برای برنامه های درجه حرارت بالا استفاده می شوند که در آن هزینه یک عامل مهم است. آنها از آهن ، کروم و آلومینیوم تشکیل شده اند که مقادیر کمی از عناصر دیگر دارند.

آلیاژهای مبتنی بر کبالت: آنها مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی بسیار عالی در دماهای بالا دارند و آنها را برای استفاده در تیغه های توربین گازی و سایر برنامه های پر استرس ایده آل می کنند. آنها از کبالت ، کروم و تنگستن تشکیل شده اند که مقادیر کمی از عناصر دیگر دارند.

خصوصیات بخشش های آلیاژ با درجه حرارت بالا به ترکیب و سابقه پردازش آنها بستگی دارد. به طور کلی ، این آلیاژها از مقاومت ، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خزش در دماهای بالا برخوردار هستند ، با مقاومت در برابر خستگی خوب و مقاومت در برابر اکسیداسیون. آنها همچنین می توانند حساسیت با سرعت فشار بالایی داشته باشند ، که می تواند در شرایط بارگذاری پویا بر رفتار آنها تأثیر بگذارد.

تکنیک های پردازش

تولید بخشش های آلیاژ با درجه حرارت بالا شامل چندین تکنیک پردازش از جمله ذوب ، ریخته گری ، جعل و عملیات حرارتی است. موارد زیر تکنیک های متداول مورد استفاده است:

ذوب: بخشش های آلیاژ درجه حرارت بالا به طور معمول توسط بازسازی قوس خلاء (VAR) ، ذوب پرتو الکترونی (EBM) یا ذوب قوس پلاسما (PAM) تولید می شود که همه اینها شامل ذوب آلیاژ در یک خلاء یا جو گاز بی اثر است. خلوص.

ریخته گری: آلیاژها را می توان با استفاده از فرآیندهای ریخته گری سرمایه گذاری یا ریخته گری شن و ماسه به شکل های پیچیده ای ریخت. ریخته گری سرمایه گذاری از الگوی موم پوشیده شده با پوسته سرامیکی استفاده می کند که سپس از آن ذوب می شود و با آلیاژ مذاب جایگزین می شود. ریخته گری ماسه ای از قالب ساخته شده از ماسه برای ایجاد شکل مورد نظر استفاده می کند.

جعل: متداول ترین روش تولید فرآورهای آلیاژ با درجه حرارت بالا از طریق جعل گرم است که شامل شکل دادن به آلیاژ در دمای بالاتر از دمای تبلور مجدد آن است. فرآیند جعل می تواند بسته به شکل و اندازه مورد نظر ، جعل قالب بسته ، جعل بسته یا فورج را باز کند.

عملیات حرارتی: پس از جعل ، آلیاژ برای بهبود خواص آن باید تحت درمان قرار گیرد. این فرآیند شامل گرم کردن آلیاژ به دمای خاص و نگه داشتن آن برای مدت معینی است و به دنبال آن خنک کننده با سرعت کنترل شده است. فرآیند عملیات حرارتی بسته به آلیاژ و خواص مورد نظر می تواند متفاوت باشد.

برنامه های کاربردی

بخش های آلیاژ با درجه حرارت بالا در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی از جمله هوافضا ، تولید برق ، فرآوری شیمیایی و صنایع نفت و گاز استفاده می شود. برخی از کاربردهای متداول این آلیاژها عبارتند از:

اجزای توربین گازی: از بندهای آلیاژ درجه حرارت بالا در اجزای توربین گازی مانند تیغه ها ، ون ها و احتراق ها استفاده می شود که در محیط های درجه حرارت بالا فعالیت می کنند.

موتورهای هواپیما: این آلیاژها در موتورهای هواپیما برای مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و خوردگی و بهبود عملکرد موتور استفاده می شوند.

راکتورهای هسته ای: از آلیاژ درجه حرارت بالا در راکتورهای هسته ای برای مقاومت در برابر دمای بالا و تابش استفاده می شود و دوام و قابلیت اطمینان طولانی مدت را فراهم می کند.

پردازش شیمیایی: این آلیاژها در تجهیزات پردازش شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند که در دماهای بالا و محیط های خورنده مانند مبدل های حرارتی ، راکتورها و ستون های تقطیر کار می کنند.

نتیجه

بخشش های آلیاژ با دمای بالا نقش مهمی در انواع برنامه های درجه حرارت بالا دارند ، جایی که مواد استاندارد شکست می خورند. این آلیاژها خصوصیات مکانیکی برتر ، مقاومت در برابر خوردگی عالی و مقاومت در برابر خستگی خوب در دماهای بالا را ارائه می دهند و آنها را برای استفاده در توربین های گازی ، موتورهای هواپیما ، راکتورهای هسته ای و تجهیزات پردازش شیمیایی ایده آل می کند. تولید بخشش های آلیاژ با درجه حرارت بالا به تکنیک های تخصصی پردازش از جمله ذوب ، ریخته گری ، جعل و عملیات حرارتی نیاز دارد. با پیشرفت فناوری ، انتظار می رود استفاده از آلیاژهای درجه حرارت بالا رشد کند ، نوآوری را هدایت کند و مرزهای آنچه را که در برنامه های درجه حرارت بالا امکان پذیر است ، سوق دهد.