طبقه بندی آلیاژهای درجه حرارت بالا

به طور سنتی ، مواد آلیاژ درجه حرارت بالا را می توان به سه روش طبقه بندی کرد: با استفاده از نوع عنصر ماتریس ، نوع تقویت آلیاژ و روش تشکیل مواد.

1 、 با توجه به نوع عناصر ماتریس

(1) آلیاژهای درجه حرارت بالا مبتنی بر آهن

آلیاژ با درجه حرارت بالا نیز می تواند فولاد آلیاژ مقاوم در برابر گرما نامیده شود. ماتریس آن عنصر آهن است و مقدار کمی از نیکل ، CR و سایر عناصر آلیاژ را اضافه می کند ، فولاد آلیاژ مقاوم در برابر گرما را می توان با توجه به نیاز عادی خود به مارتنزیت ، آستنیت ، مروارید ، فولاد مقاوم در برابر فریت و غیره تقسیم کرد.

(2) آلیاژهای درجه حرارت بالا مبتنی بر نیکل

آلیاژهای درجه حرارت بالا مبتنی بر نیکل حاوی بیش از نیمی از نیکل هستند و برای شرایط کار بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد مناسب هستند. استفاده از فرآیندهای محلول جامد و پیری می تواند منجر به افزایش قابل توجهی در مقاومت در برابر خزش و قدرت فشاری و عملکرد شود. با توجه به تجزیه و تحلیل آلیاژهای درجه حرارت بالا که در محیط های درجه حرارت بالا مورد استفاده قرار می گیرند ، استفاده از آلیاژهای درجه حرارت بالا مبتنی بر نیکل به مراتب از دامنه آلیاژهای با درجه حرارت بالا مبتنی بر آهن و کبالت مفید است. در همین زمان ، آلیاژ درجه حرارت بالا مبتنی بر نیکل نیز بزرگترین تولید چین است ، استفاده از بیشترین میزان آلیاژ درجه حرارت بالا. بسیاری از موتورهای توربین تیغه های توربین و اتاق های احتراق و حتی توربوشارژرها نیز از آلیاژهای مبتنی بر نیکل به عنوان مواد آماده سازی استفاده می کنند. برای بیش از نیم قرن ، مواد درجه حرارت بالا که در موتورهای هوایی برای مقاومت در برابر دمای بالا از اواخر دهه 1940 750 ℃ ​​تا اواخر دهه 1990 1 200 ℃ استفاده می شود ، باید گفته شود که این افزایش عظیم باعث توسعه سریع پردازش فرآیند ریخته گری شده است و پوشش سطح

(3) آلیاژهای درجه حرارت بالا مبتنی بر کبالت

آلیاژ درجه حرارت بالا مبتنی بر کبالت مبتنی بر کبالت است که محتوای کبالت حدود 60 ٪ را تشکیل می دهد ، در حالی که CR ، NI و سایر عناصر برای تقویت مقاومت در برابر حرارت آلیاژهای درجه حرارت بالا اضافه می شوند. اگرچه این آلیاژ با درجه حرارت بالا از مقاومت در برابر حرارت بهتر برخوردار است ، اما از آن استفاده نمی شود زیرا تولید منابع کبالت در کشورهای مختلف نسبتاً کوچک است و پردازش دشوار است. معمولاً در شرایط دمای بالا (1 000 000 600) و مدت زمان طولانی تری در معرض قطعات درجه حرارت بالا استرس پیچیده ، مانند تیغه های کار موتورهای هواپیما ، دیسک های توربین ، اجزای پایان داغ محفظه و موتورهای هوافضا استفاده می شود. به منظور به دست آوردن مقاومت در برابر حرارت بهتر ، شرایط کلی برای اضافه کردن عناصری مانند W ، Mo ، Ti ، Al ، CO در آماده سازی ، برای اطمینان از مقاومت خستگی حرارتی برتر آن.

2 、 نوع تقویت آلیاژ

با توجه به نوع تقویت آلیاژ ، آلیاژهای درجه حرارت بالا را می توان به آلیاژهای با درجه حرارت بالا تقویت کرد و آلیاژهای تقویت شده پیری را تقویت کرد.

(1) نوع تقویت محلول جامد

به اصطلاح تقویت کننده محلول جامد ، اضافه کردن برخی از عناصر آلیاژ به آلیاژ با درجه حرارت بالا ، نیکل یا کبالت ، تشکیل سازمان آستنیت تک فاز ، اتم های املاح باعث می شود که ماتریس ماتریس محلول جامد ، اعوجاج ماتریس نقطه ای ، به گونه ای ، محلول جامد در مقاومت لغزش افزایش می یابد و تقویت می شود. برخی از اتم های املاح می توانند انرژی جابجایی لمینار سیستم آلیاژ را کاهش داده و تمایل به تجزیه دررفتگی را افزایش دهند و در نتیجه مهاجرت سخت به هم ریخته و آلیاژ برای دستیابی به هدف تقویت آلیاژ درجه حرارت بالا تقویت می شود.

(2) تقویت بارش پیری

به اصطلاح تقویت بارش پیری یک فرآیند عملیات حرارتی است که در آن قطعه کار آلیاژ محلول جامد درمان شده ، تغییر شکل پلاستیک سرد است و سپس در دمای بالاتر یا دمای اتاق قرار می گیرد تا عملکرد آن حفظ شود. به عنوان مثال: آلیاژ GH4169 ، بالاترین استحکام عملکرد 1 000 MPa در 650 ℃ ، تولید تیغه های دمای آلیاژ تا 950.

3 、 روش تشکیل مواد

از طریق روش های تشکیل مواد به: ریخته گری آلیاژهای درجه حرارت بالا (از جمله آلیاژ ریخته گری معمولی ، آلیاژ کریستال تک ، آلیاژ جهت دار و غیره) ، آلیاژهای درجه حرارت بالا ، آلیاژهای با درجه حرارت بالا پودر (از جمله متالورژی پودر معمولی و پراکندگی اکسید بالا زیاد است. آلیاژهای دما).

(1) ریخته گری آلیاژهای درجه حرارت بالا

روش ریخته گری قطعاتی از مواد آلیاژ را که به طور مستقیم تهیه شده است ، آلیاژ درجه حرارت بالا نامیده می شود. با توجه به ترکیب ماتریس آلیاژ ، می توان به آلیاژ با دمای بالا ریخته گری مبتنی بر آهن ، آلیاژ با درجه حرارت بالا و ریخته گری مبتنی بر کبالت ، انواع آلیاژ درجه حرارت بالا را تقسیم کرد. با توجه به روش تبلور ، می توان به آلیاژ با دمای بالا ریخته گری پلی کریستالی ، جامد سازی جهت دار ریخته گری آلیاژ با دمای بالا ، آلیاژ با درجه حرارت بالا و ریخته گری تک کریستال تک کریستال و چهار نوع دیگر تقسیم کرد.

(2) آلیاژهای درجه حرارت بالا تغییر شکل داده شده

این ماده هنوز هم بیشترین مواد در موتورهای هوایی است و به طور گسترده در داخل و خارج از کشور مورد استفاده قرار می گیرد و تولید سالانه آلیاژهای با درجه حرارت بالا در چین حدود 1/8 از آن در ایالات متحده است [2]. به عنوان نمونه ، آلیاژ GH4169 را در نظر بگیرید ، این یکی از انواع اصلی با بزرگترین طیف برنامه های کاربردی در داخل و خارج از کشور است. چین عمدتاً در پیچ های موتور شافت توربین ، کمپرسورها و چرخ ها ، دیسک های زباله روغن به عنوان قسمت های اصلی ، با افزایش بلوغ سایر محصولات آلیاژی ، استفاده از آلیاژهای با دمای بالا تغییر شکل یافته ممکن است به تدریج کاهش یابد ، اما در چند دهه آینده هنوز هم خواهد بود موقعیت غالب باشید.

(3) آلیاژهای جدید درجه حرارت بالا

از جمله آلیاژهای درجه حرارت بالا پودر ، تیتانیوم و ترکیبات بین فلزی آلومینیومی ، پراکندگی اکسید آلیاژهای درجه حرارت بالا ، آلیاژهای درجه حرارت بالا مقاوم در برابر خوردگی ، متالورژی پودر و نانو مواد و بسیاری از بخش های محصول دیگر.

① نسل سوم آلیاژهای با درجه حرارت بالا پودر شده برای افزایش درجه آلیاژ ، به طوری که مزایای دو نسل اول را در نظر می گیرد ، برای به دست آوردن استحکام با استحکام بالاتر ، فرایند تولید آلیاژ با درجه حرارت بالا پودر به طور فزاینده ای بالغ می شود ، آینده ممکن است از جنبه های زیر انجام شود: تهیه پودر ، فرآیند عملیات حرارتی ، فناوری شبیه سازی رایانه ، دیسک پودر دو عملکرد.

ترکیبات بین فلزی تیتانیوم و آلومینیوم به نسل چهارم توسعه یافته اند ، و به تدریج به چند مسیر و تعداد زیادی از گسترش میکرو عنصر این دو جهت ، دانشگاه هامبورگ آلمان ، دانشگاه کیوتو ژاپن ، مرکز GKSS آلمان و غیره انجام شده است. تحقیقات گسترده ، تیتانیوم و ترکیبات بین فلزی آلومینیوم اکنون در کشتی ها ، پزشکی بیولوژیکی ، کالاهای ورزشی ورزشی مورد استفاده قرار می گیرند.

آلیاژهای با دمای بالا تقویت شده بخشی از آلیاژهای درجه حرارت بالا هستند که توسط تقریباً 20 نوع استحکام دمای بالا و ضریب استرس کم تولید و توسعه می یابند ، و به طور گسترده در مقاوم در برابر گرما و مقاوم در برابر اکسیداسیون استفاده می شوند. بخش هایی از توربین های گازی ، موتورهای پیشرفته هوافضا ، راکتورهای پتروشیمی و غیره

آلیاژهای با درجه حرارت بالا مقاوم در برابر کاشت عمدتاً برای جایگزینی مواد نسوز و فولاد مقاوم در برابر گرما در کاربردهای ساخت و ساز و هوافضا استفاده می شوند.