مواد جدید برای ریخته گری Superalloy چیست؟

ریخته گری SuperAlloy یک فرآیند مهم در صنایع مختلف با کارایی مانند هوافضا ، تولید برق و خودرو است. ما به عنوان یک تأمین کننده پیشرو ریخته گری Superalloy ، دائماً در حال بررسی و اتخاذ مواد جدید برای برآورده کردن تقاضای همیشه در برابر مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و قدرت مکانیکی هستیم. در این وبلاگ ، ما به برخی از مطالب جدید که باعث انقلابی در بازیگران Superalloy می شود ، خواهیم پرداخت.

1. اکسید - پراکندگی - Superalloys (ODS) تقویت شده

اکسید - پراکندگی - Superalloys تقویت شده به عنوان یک کلاس جدید امیدوار کننده از مواد برای ریخته گری Superalloy ظاهر می شوند. این آلیاژها با افزودن ذرات اکسید ریز ، به طور معمول اکسید Yttrium (Y₂O₃) تقویت می شوند ، که به طور یکنواخت در سراسر ماتریس آلیاژ پراکنده می شوند.

افزودن ذرات اکسید فواید مختلفی را ارائه می دهد. در مرحله اول ، آنها به عنوان موانعی برای حرکت جابجایی ها عمل می کنند ، که به طور قابل توجهی قدرت دمای بالا آلیاژ را بهبود می بخشد. در دمای بالا ، جایی که ممکن است سوپر آلوهای سنتی خزش و تغییر شکل را تجربه کنند ، Superalloys ODS می تواند شکل و خواص مکانیکی خود را برای دوره های طولانی حفظ کند. ثانیا ، ذرات اکسید مقاومت اکسیداسیون آلیاژ را تقویت می کنند. پراکندگی ریز اکسیدها به تشکیل یک لایه اکسید محافظ بر روی سطح آلیاژ کمک می کند و از اکسیداسیون بیشتر و خوردگی جلوگیری می کند.

SuperAlloys ODS به ویژه برای کاربردهای توربین های گازی مناسب است ، مانندتیغه های توربینبشر در یک توربین گازی ، تیغه های توربین در معرض درجه حرارت و تنش های بسیار بالا قرار می گیرند. SuperAlloys ODS می تواند در برابر این شرایط سخت مقاومت کند و باعث افزایش کارایی و طول عمر توربین می شود.

2. بالا - آلیاژهای آنتروپی (HEAS)

آلیاژهای آنتروپی بالا ، کلاس جدیدی از مواد است که در زمینه ریخته گری Superalloy مورد توجه قابل توجهی قرار گرفته است. HEA ها از پنج یا بیشتر عنصر اصلی در نسبت های نزدیک به equiatomic تشکیل شده اند. بر خلاف آلیاژهای سنتی ، که مبتنی بر یک عنصر اصلی واحد هستند ، HEA ها دارای یک ساختار کریستالی پیچیده و درجه بالایی از آنتروپی هستند.

یکی از مهمترین مزایای HEAS خصوصیات مکانیکی عالی آنها است. آنها حتی در دماهای بالا قدرت ، سختی و انعطاف پذیری بالایی دارند. ساختار کریستالی پیچیده HEAS باعث جابجایی در جابجایی ها می شود و در نتیجه مواد با استحکام بالا ایجاد می شود. علاوه بر این ، HEA ها به دلیل شکل گیری یک فیلم منفعل پایدار بر روی سطح خود ، مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارند.

در ریخته گری Superalloy ، از HEA ها می توان در برنامه هایی مانند استفاده کردراهنمای نازلبشر ون های راهنمای نازل نقش مهمی در هدایت جریان گازهای داغ در یک توربین گازی دارند. مقاومت بالا و مقاومت در برابر خوردگی HEA ها ، آنها را به یک ماده ایده آل برای این کاربرد تبدیل می کند و عملکرد و قابلیت اطمینان توربین گازی را بهبود می بخشد.

3. سرامیک - کامپوزیت های ماتریس (CMC)

کامپوزیت های سرامیکی - ماتریس نوعی از مواد کامپوزیت هستند که الیاف سرامیکی را با یک ماتریس سرامیکی ترکیب می کنند. CMC ها نسبت به سوپر آلوهای سنتی ، به ویژه در برنامه های درجه حرارت بالا ، مزایای مختلفی دارند.

یکی از مهمترین مزایای CMC ، مقاومت در برابر دمای بالا است. سرامیک ها نقطه ذوب بسیار بالاتری نسبت به فلزات دارند و به CMC ها اجازه می دهند در دمای بسیار بالاتر از قابلیت های سوپر آلوهای سنتی کار کنند. این امر باعث می شود CMC ها برای استفاده در گرمترین بخش های توربین های گازی و موتورهای هوافضا مناسب باشند.

یکی دیگر از مزیت های CMC چگالی کم آنهاست. در مقایسه با SuperAlloys ، CMC ها بسیار سبک تر هستند که می تواند منجر به صرفه جویی در وزن قابل توجهی در برنامه های هوافضا شود. کاهش وزن موتور هواپیما می تواند راندمان سوخت را بهبود بخشد و ظرفیت بارگذاری هواپیما را افزایش دهد.

با این حال ، استفاده از CMC در ریخته گری Superalloy نیز برخی از چالش ها را نشان می دهد. CMC ها مواد شکننده هستند و فرآیند تولید آنها پیچیده تر از SuperAlloys های سنتی است. با وجود این چالش ها ، تلاش های مداوم تحقیق و توسعه بر بهبود خواص و تولید CMC متمرکز شده است.

4. Superalloys نانوساختار

superalloys های نانوساختار SuperAlloys با اندازه دانه در محدوده نانومتر هستند. با کاهش اندازه دانه به نانو ، خواص مکانیکی Superalloy به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

SuperAlloys نانوساختار در مقایسه با همتایان دانه درشت خود ، قدرت و سختی بالاتری دارند. اندازه دانه کوچک حرکت جابجایی ها را محدود می کند و باعث می شود مواد در برابر تغییر شکل مقاوم تر شوند. علاوه بر این ، SuperAlloys نانوساختار مقاومت خستگی بهتری دارند ، که در کاربردهایی که مواد در معرض بارگذاری چرخه ای قرار دارند بسیار مهم است.

در ریخته گری Superalloy ، superalloys های نانوساختار شده می توانند در مؤلفه هایی که به مواد مقاوم در برابر مقاومت و خستگی بالا نیاز دارند ، استفاده شود. به عنوان مثال ، در صنعت هوافضا ، می توان از Superalloys نانوساختار شده در ساخت اجزای موتور مانند دیسک های توربین و تیغه های کمپرسور استفاده کرد.

5. نیکل پیشرفته - SuperAlloys مبتنی بر

Superalloys مستقر در نیکل مدتهاست که کارگاه صنعت Superalloy بوده است. با این حال ، تحقیقات و توسعه مداوم منجر به ظهور سوپریالی های مبتنی بر نیکل پیشرفته با خواص بهبود یافته شده است.

این SuperAlloys های مبتنی بر نیکل پیشرفته به گونه ای طراحی شده اند که مقاومت در برابر خزش بالاتر ، مقاومت به اکسیداسیون بهتر و بهبود خواص مکانیکی در دماهای بالا دارند. آنها از طریق افزودن عناصر آلیاژ مانند کروم ، مولیبدن و تنگستن و همچنین بهینه سازی فرآیند عملیات حرارتی حاصل می شوند.

Superalloys های مبتنی بر نیکل پیشرفته به طور گسترده در توربین های گازی ، موتورهای هوافضا و سایر برنامه های درجه حرارت بالا مورد استفاده قرار می گیرند. ترکیب عالی آنها از خواص ، آنها را به یک انتخاب قابل اعتماد برای اجزای مهم در این صنایع تبدیل می کند.

پایان

ما به عنوان یک تأمین کننده ریخته گری Superalloy ، ما متعهد هستیم که در خط مقدم نوآوری مادی بمانیم. مطالب جدیدی که در این وبلاگ مورد بحث قرار گرفته است ، از جمله ODS Superalloys ، HEAS ، CMCS ، Superalloys نانوساختار و Superalloys مبتنی بر نیکل پیشرفته ، فرصت های مهیج را برای بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان بازیگران Superalloy ارائه می دهد.

اگر به بازیگران فوق العاده با کیفیت بالا نیاز دارید یا علاقه مند به کاوش در استفاده از این مواد جدید در برنامه های خود هستید ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای بحث تهیه با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده است تا در یافتن بهترین راه حل و راه حل برای نیازهای خاص خود به شما کمک کند.

منابع

• Miracle ، DB ، & Senkov ، ON (2017). یک بررسی انتقادی از آلیاژهای بالا - آنتروپی و مفاهیم مرتبط. Acta Materialia ، 122 ، 448 - 511.
• لیو ، CT ، ژانگ ، Y. ، برنزه ، G. ، و لیاو ، PK (2016). آلیاژهای بالا - آنتروپی: ارزیابی انتقادی از اصول بنیانگذار آنها و چشم اندازهای آینده. علوم و مهندسی مواد: R: گزارش ها ، 102 ، 1 - 93.
• Singh ، JJ ، & Ghosh ، AK (2018). پراکندگی اکسید Superalloys را تقویت کرد. اسپرینگر
• Nasr ، T. ، & Guo ، X. (2019). SuperAlloys نانوساختار: پردازش ، خواص و برنامه ها. مطبوعات CRC.
• Sims ، CT ، Stoloff ، NS ، & Hagel ، WC (1987). Superalloys II. ویلی