SuperAlloys چیست: کشف اسرار مواد با کارایی بالا
SuperAlloys یک طبقه جذاب از مواد است که با نشان دادن قدرت فوق العاده ، مقاومت در برابر گرما و مقاومت در برابر خوردگی ، بسیاری از صنایع را متحول کرده است. این آلیاژها به ستون فقرات فناوری مهندسی مدرن تبدیل شده اند و به طور گسترده در هواپیمایی ، تولید برق و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله ، ما به دنیای Superalloys خواهیم پرداخت و ترکیب ، خواص ، برنامه ها و تأثیر قابل توجه آنها را بر صنایع مختلف بررسی خواهیم کرد.
Superalloys چیست؟
Superalloys یک ماده فلزی با آهن ، نیکل و کبالت به عنوان ماتریس است که می تواند برای مدت طولانی در دماهای بالا بالاتر از 600 درجه و تحت استرس خاص کار کند. این مقاومت در برابر درجه حرارت بالا ، مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب و مقاومت در برابر خوردگی گرم ، عملکرد خستگی خوب ، چقرمگی شکستگی و سایر خصوصیات جامع است. به آن "آلیاژ درجه حرارت بالا" نیز گفته می شود. این ماده به طور عمده در زمینه های هوافضا و انرژی استفاده می شود. معمولاً GH3030 ، GH4169 ، GH3230 ، GH4141 ، GH5188 ، GH3128 ، GH4145 و غیره استفاده می شوند.
خصوصیات مواد آلیاژهای درجه حرارت بالا
در محیط های درجه حرارت بالا ، میزان تخریب متنوعی از مواد تسریع می شود و بی ثباتی ساختاری ، تغییر شکل و انتشار ترک و همچنین اکسیداسیون و خوردگی سطح ماده مستعد ابتلا به عمل دما و استرس است.
مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی
مقاومت درجه حرارت بالا و مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای درجه حرارت بالا عمدتاً به ترکیب شیمیایی و ریزساختار آنها بستگی دارد. با در نظر گرفتن آلیاژ با درجه حرارت بالا مبتنی بر نیکل GH4169 به عنوان نمونه ، می توان دریافت که آلیاژ GH4169 دارای محتوای نیوبیوم بالایی است و میزان تفکیک نیوبیوم در آلیاژ مستقیماً با روند متالورژی ارتباط دارد. ماتریس GH4169 یک محلول جامد Ni GR با بخش جرم NI بیش از 50 ٪ است که می تواند در برابر دمای بالا در حدود 1000 درجه مقاومت کند ، مشابه با نام تجاری آمریکایی Inconel718. آلیاژ از مرحله ماتریس فاز δ ، کاربید و مراحل تقویت و "" و "" تشکیل شده است. عناصر شیمیایی و ساختار ماتریس آلیاژ GH4169 خصوصیات مکانیکی قوی آن را نشان می دهد. استحکام عملکرد و استحکام کششی چندین برابر بهتر از 45 فولاد است و انعطاف پذیری نیز از 45 فولاد بهتر است. خصوصیات مکانیکی عالی آن توسط یک ساختار مشبک پایدار و تعداد زیادی از عوامل تقویت کننده ساخته می شود.
دشواری پردازش بالا
با توجه به محیط کار پیچیده و خشن ، یکپارچگی سطح ماشینکاری آلیاژهای درجه حرارت بالا نقش بسیار مهمی در عملکرد آن ایفا می کند. با این حال ، آلیاژهای درجه حرارت بالا مواد معمولی برای پردازش هستند. موارد میکرو تقویت کننده آن از سختی بالایی ، سخت شدن کار شدید ، مقاومت در برابر تنش برشی بالا و هدایت حرارتی کم برخوردار است. نیروی برش و دمای برش در ناحیه برش زیاد است. در طی فرآیند ماشینکاری ، مشکلاتی مانند کیفیت سطح ماشینکاری کم و آسیب ابزارهای بسیار جدی اغلب رخ می دهد. در شرایط برش عمومی ، سطح آلیاژهای درجه حرارت بالا مشکلاتی مانند لایه سخت شدن بیش از حد ، استرس باقیمانده ، لایه سفید ، لایه سیاه و لایه تغییر شکل دانه ایجاد می کند.
انواع آلیاژهای درجه حرارت بالا
طبقه بندی سنتی مواد آلیاژ با دمای بالا می تواند به سه روش زیر انجام شود: با استفاده از نوع عنصر ماتریس ، نوع تقویت آلیاژ و روش تشکیل مواد.
