Composició química d'aliatges d'alta temperatura
Els aliatges d'alta temperatura es basen en ferro, níquel, cobalt i altres elements principals com el crom, l'alumini, el titani, el tungstè, el molibdè, etc. Com a materials metàl·lics primaris, poden funcionar durant molt de temps a temperatures superiors als 600 graus i cert estrès. condicions. Tenen múltiples avantatges en resistència a alta temperatura, resistència a l'oxidació, resistència a la corrosió en calent, rendiment a la fatiga, resistència a la fractura i altres aspectes.
Aplicació d'aliatges d'alta temperatura
Els aliatges d'alta temperatura s'utilitzen àmpliament en l'aeroespacial, l'energia nuclear, la indústria de l'automòbil, la turbina de gas, la petroquímica i altres camps.
Des de la perspectiva dels escenaris d'aplicació del mercat global d'aliatges d'alta temperatura, la indústria aeroespacial ha ocupat el primer lloc des de fa temps, amb una demanda del mercat que representa més del 56%, utilitzada principalment en la fabricació de motors d'aviació i elements de fixació d'aviació.
Classificació d'aliatges d'alta temperatura
Aliatge d'alta temperatura a base de ferro
Aliatge d'alta temperatura a base de níquel
Aliatge d'alta temperatura a base de ferro
S'utilitza a temperatures més baixes, 600-850 graus , generalment s'utilitza en parts de motors amb temperatures de funcionament més baixes, com ara discos de turbines, carcassas i eixos. Hi ha molts graus d'aliatges d'alta temperatura a base de ferro, com ara:
Aliatges a base de ferro d'enduriment temporal. Com ara GH2036, GH2132, GH2135, GH2018, GH2038, GH2130, GH2136, GH2302, GH2696, etc.
Aliatge a base de ferro reforçat en solució sòlida. Inclou GH1015, GH1035, GH1040, GH1131, GH1140, etc.
Altres tipus especials d'aliatges d'alta temperatura a base de ferro. Per exemple, GH747, GH214, GH455, etc., que tenen una resistència a l'oxidació a temperatura ultra alta o un excel·lent rendiment en entorns específics.
Aliatge d'alta temperatura a base de níquel
Amb la temperatura d'ús més alta d'uns 1000 graus, els materials d'aliatge d'alta temperatura basats en níquel s'utilitzen àmpliament en la fabricació de les parts més calentes de motors d'avions turborreactor i diverses turbines de gas industrials, com ara fulles de treball, fulles de guia i turbines. Comú graus d'aliatges a base de níquel: monel400, monelk500, Inconel600, Inconel601, Inconel625, Inconel690, Incoel718, InconelX750, Incoiloy800, Incoloy825, HastelloyC276, Hastelloyc22, etc.
Aliatge d'alta temperatura a base de cobalt
Els materials d'aliatge d'alta temperatura a base de cobalt s'utilitzen a una temperatura d'uns 950 graus, té una bona colabilitat i soldabilitat, i s'utilitza principalment com a material de fulla guia. A causa dels recursos limitats de cobalt, aquest tipus d'aliatge és car. L'aliatge a base de cobalt és un material àmpliament utilitzat per a la fabricació de components resistents a la calor, amb una excel·lent resistència a les altes temperatures i una bona resistència mecànica.
A continuació, es mostren alguns tipus d'aliatges basats en cobalt i les seves aplicacions:
Sèrie Haynes: incloent Haynes25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP{-159, FSX{-414, X-40, Stellite6B, etc. Aquests aliatges s'utilitzen habitualment en la fabricació de motors d'avions, turbines i altres equips d'alta temperatura.
Marques xineses com ara GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640 i DZ40M. Aquests graus d'aliatges també s'utilitzen àmpliament a la Xina.
Sèrie WC Co: aliatges durs basats en cobalt amb carbur de tungstè (WC) com a fase dura principal i cobalt (Co) com a fase d'unió. Els graus inclouen YG6, YG8, YG6X, YG8C, YG10, etc. Aquest tipus de material s'utilitza habitualment en la fabricació d'eines i motlles.
Sèrie TiC Ni: aliatges durs basats en cobalt amb carbur de titani (TiC) com a fase dura principal i níquel (Ni) com a fase d'unió. Els graus inclouen YT5, YT15, YT14, etc. Aquests materials són adequats per a la fabricació de peces resistents al desgast i eines de tall.
Sèrie TiC NiMo: aliatges durs basats en cobalt que combinen fases dures de carbur de titani (TiC) i carbur de molibdè (Mo2C), així com níquel (Ni) com a fase d'unió. Els graus inclouen YXM1, YXM4, etc. Aquests materials són adequats per a la fabricació de components que siguin resistents a la corrosió i entorns d'alta temperatura.
GH605: Aquest és un grau típic d'aliatges de deformació a alta temperatura basats en cobalt, similars o corresponents a graus com L605, HS25, WF-11, AIS1670, UNSR30605, KC20WN, etc.
Els aliatges d'alta temperatura es divideixen en:
Aliatge deformable d'alta temperatura: s'utilitza a una temperatura de 600-1000 graus, s'utilitza generalment en discos de compressor i discos de turbina en motors, amb una resistència relativament baixa, bona plasticitat, treball en calent i soldabilitat.
Aliatges d'alta temperatura de fosa: es poden dividir en tres categories: aliatges d'alta temperatura equiaxials, aliatges d'alta temperatura columnars solidificats direccionalment i aliatges d'alta temperatura de cristall únic.
1) Aliatge d'alta temperatura de cristall equiaxial: utilitzat a una temperatura de 1000 graus i utilitzant mètodes tradicionals de fosa d'inversió, la seva capacitat de suport de temperatura és relativament baixa. S'utilitza principalment en les últimes etapes de pales de turbina de baixa pressió, amb una àmplia gamma d'aplicacions, que representen el 60-70% de tots els components de fosa, però el benefici afegit del producte és baix.
2) Aliatge columnar d'alta temperatura de solidificació direccional: s'utilitza a una temperatura de 1000-1100 grau, fabricat amb tecnologia de solidificació direccional, amb una capacitat de suport a temperatura relativament alta. S'utilitza principalment per a les pales de treball de les primeres etapes de les turbines de baixa pressió, així com la primera i la segona etapa de les pales de treball d'algunes turbines d'alta pressió del motor. L'àmbit d'aplicació es limita a fulles de treball i el producte té beneficis addicionals elevats.
3) Aliatge d'alta temperatura d'un sol cristall: s'utilitza a una temperatura de 1200 graus, fabricat mitjançant la solidificació direccional i la tecnologia de selecció de cristalls. Té la capacitat de suport de temperatura més alta i s'utilitza principalment per a pales d'impulsor d'alta pressió de motor avançat i pales de dues etapes davanteres de turbina de baixa pressió. El seu àmbit d'aplicació es limita a les fulles de treball i el producte té el benefici addicional més alt.
Nous aliatges d'alta temperatura
Els nous aliatges d'alta temperatura es refereixen a materials d'aliatge d'alta temperatura produïts mitjançant nous processos de fabricació, que inclouen principalment aliatges d'alta temperatura en pols i aliatges d'alta temperatura reforçats amb dispersió (ODS).
1) Aliatge d'alta temperatura en pols: s'utilitza a una temperatura de 1100 graus, és un procés de producció que atomitza aliatges d'alta temperatura en pols i després els transforma en productes d'aliatge d'alta temperatura mitjançant premsat isostàtic en calent o premsa isostàtica en calent més forja. Té les característiques d'una alta taxa d'utilització del metall, un baix cost i una capacitat de suport de temperatura relativament alta. Actualment, s'utilitza principalment en discos de turbines i pales de turbines, i és un material excel·lent per a components d'alta temperatura, com ara discos de turbina de motor d'alta relació empenta i pes, discs de compressor i deflectors de turbina.
2) Aliatge d'alta temperatura reforçat per dispersió (ODS): utilitzat a una temperatura de 1200 graus, fet amb un procés similar de metal·lúrgia de pols, amb capacitat de suport a alta temperatura, utilitzat principalment en tubs de flama, fulles de guia i pales de turbina.
