درجه مواد متداول سوپرآلیاژ چیست؟

1. رایج ترین درجه مواد سوپرآلیاژ چیست؟

چرا Inconel 718 رایج ترین است

ترکیب شیمیایی متعادل: این ماده عمدتاً از نیکل (50{9}}55%)، کروم (17-21%)، آهن (10{11}}15%)، به علاوه عناصر تقویت کننده کلیدی مانند نیوبیم (4.75-5.5%)، مولیبدن (2.8-3.3-1.5%) و تیتان تشکیل شده است. نیوبیم و تیتانیوم فازهای بین فلزی پایداری را تشکیل می دهند (به عنوان مثال، ''-Ni3Nb، '-Ni3(Ti,Al)) که استحکام استثنایی در دمای بالا و مقاومت در برابر خزش را ارائه می دهند.

عملکرد فوق العاده همه-:

استحکام کششی بالا (بیشتر یا مساوی 965 مگاپاسکال در دمای اتاق) و استحکام تسلیم (بیشتر یا مساوی 550 مگاپاسکال در دمای اتاق) را حتی در دماهای تا 650 درجه حفظ می کند.

مقاومت بسیار خوبی در برابر خستگی دارد که آن را برای محیط های تنش چرخه ای (مثلاً اجزای چرخان در موتورها) مناسب می کند.

در محیط های خشن مانند آب دریا، گازهای{0}در دمای بالا و محلول های شیمیایی مقاومت خوبی در برابر خوردگی و اکسیداسیون ارائه می دهد.

پردازش پذیری برتر: در مقایسه با سایر سوپرآلیاژهای{0}}با استحکام بالا، اینکونل 718 آهنگری، غلتکی، ماشینکاری و جوشکاری آسان‌تر است. این امر هزینه های تولید را کاهش می دهد و دامنه کاربرد آن را گسترش می دهد.

هزینه-اثربخشی: مقرون به صرفه تر از سوپرآلیاژهای پیشرفته مبتنی بر نیکل- (مثلاً آلیاژهای تک-پره توربین کریستالی مانند CMSX-4) است و در عین حال نیازهای عملکردی اکثر کاربردهای دمای متوسط-روی بالا را برآورده می‌کند.

سایر گریدهای رایج سوپرآلیاژی

اینکونل 625: دارای ارزش برای مقاومت در برابر خوردگی شدید، مورد استفاده در پردازش شیمیایی و کاربردهای دریایی.

هاستلوی C-276: یک آلیاژ نیکل-مولیبدن-کروم، ایده آل برای محیط های بسیار خورنده (به عنوان مثال، پردازش اسید).

GH3030 (استاندارد چینی): یک آلیاژ نیکل{0}}کروم برای سناریوهای دمای پایین-تنش- (مثلاً مبدل‌های حرارتی).

هاینز 282: یک درجه جدیدتر مبتنی بر نیکل-با پایداری دمای بالا{1}}، که در توربین‌های گازی پیشرفته استفاده می‌شود.

2. رایج ترین کاربرد سوپرآلیاژ چیست؟

برنامه های اصلی هوافضا / هوانوردی

اجزای توربین: حیاتی ترین کاربرد برای سوپرآلیاژها.

پره های توربین: در بخش دمای بالا-موتور (800-1200 درجه ) قرار دارند و بیشترین تنش و دما گریز از مرکز را تحمل می کنند. سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل (مثلاً Inconel 718 برای توربین‌های فشار پایین، آلیاژهای تک کریستالی مانند PWA 1484 برای توربین‌های فشار بالا) تنها موادی هستند که می‌توانند این شرایط را تحمل کنند.

دیسک های توربین: برای تثبیت پره های توربین استفاده می شود، فشار چرخشی بالا و دمای متوسط ​​(500-700 درجه) را تحمل می کند. اینکونل 718 به دلیل مقاومت بالای آن در برابر خستگی، ماده اولیه این قطعه است.

پره های توربین / نازل: گازهای{0}}در دمای بالا را به سمت تیغه ها هدایت کنید، که به مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر شوک حرارتی نیاز دارند (اغلب از سوپرآلیاژهای پایه کبالت- یا آلیاژهای مبتنی بر نیکل- مانند Inconel 617 ساخته می شوند).

محفظه های احتراق: در جایی که سوخت سوزانده می شود، دمایی تا 1600 درجه ایجاد می کند. سوپرآلیاژها (به عنوان مثال Hastelloy X، Inconel 625) برای ساخت آسترهای محفظه احتراق استفاده می شوند، زیرا می توانند در برابر اکسیداسیون و خستگی حرارتی در دماهای بسیار{6} بالا مقاومت کنند.

اتصال دهنده ها و قطعات ساختاری: بست های دمای بالا (به عنوان مثال، پیچ و مهره ها) در موتورها و بدنه هواپیما اغلب از Inconel 718 ساخته می شوند، زیرا نیاز به حفظ نیروی گیره در دماهای بالا دارند.

سایر زمینه های کاربردی اصلی

بخش انرژی:

توربین های گازی برای تولید برق: تیغه‌ها، دیسک‌ها و پوشش‌های توربین از سوپرآلیاژهای{0} مبتنی بر نیکل (مثلاً Inconel 718، Haynes 282) برای بهبود کارایی استفاده می‌کنند (دمای عملیاتی بالاتر به معنای راندمان تبدیل انرژی بالاتر است).

انرژی هسته ای: اجزای اصلی (مانند لوله‌های مبدل حرارتی) از سوپرآلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی-(مثلاً Inconel 690) برای مقاومت در برابر تشعشع و خنک‌کننده‌های دمای بالا استفاده می‌کنند.

صنعت پتروشیمی:

راکتورها و مبدل‌های حرارتی-در دمای بالا: از سوپرآلیاژها (مانند GH3030، Hastelloy C{4}}276) برای مقاومت در برابر خوردگی ناشی از هیدروکربن های با دمای بالا و محیط های شیمیایی استفاده کنید.

ابزار داون هول: در چاه های عمیق نفت و گاز، سوپرآلیاژها دمای بالا (تا 300 درجه) و فشار بالا (تا 100 مگاپاسکال) را تحمل می کنند.

صنعت پزشکی: سوپرآلیاژهای مبتنی بر کبالت (مثلا L605) به دلیل زیست سازگاری، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی در بدن انسان برای ایمپلنت های پزشکی (مانند مفاصل مصنوعی، ایمپلنت های دندانی) استفاده می شود.