Hợp kim nhiệt độ cao là vật liệu chính được sử dụng trong thiết bị hàng không vũ trụ.
Thành phần của hợp kim nhiệt độ cao
Hợp kim nhiệt độ cao được làm từ sắt, niken và coban. Các nguyên tố chính khác là crom, nhôm, titan, vonfram, molypden, v.v. Là vật liệu kim loại hạng nhất, chúng có thể hoạt động ở nhiệt độ trên 600 độ và trong những điều kiện ứng suất nhất định trong thời gian dài. Chúng có độ bền và khả năng chịu nhiệt độ cao. Nó có nhiều ưu điểm về quá trình oxy hóa, chống ăn mòn nóng, hiệu suất mỏi, độ bền gãy, v.v.
Ứng dụng hợp kim nhiệt độ cao
Hợp kim nhiệt độ cao được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, năng lượng hạt nhân, công nghiệp ô tô, tua bin khí, hóa dầu và các lĩnh vực khác.
Từ góc độ kịch bản ứng dụng thị trường hợp kim nhiệt độ cao toàn cầu, lĩnh vực hàng không vũ trụ từ lâu đã đứng đầu, chiếm hơn 56% nhu cầu thị trường và chủ yếu được sử dụng trong sản xuất động cơ hàng không vũ trụ và ốc vít hàng không vũ trụ.
Phân loại hợp kim nhiệt độ cao
1. Hợp kim nhiệt độ cao được chia thành: theo thành phần cơ bản:
- Hợp kim nhiệt độ cao làm từ sắt: có nhiệt độ vận hành thấp hơn, 600 ~ 850 độ và thường được sử dụng trong các bộ phận của động cơ có nhiệt độ vận hành thấp hơn, chẳng hạn như đĩa tuabin, vỏ, trục và các bộ phận khác.
- Hợp kim nhiệt độ cao gốc niken: có nhiệt độ hoạt động cao nhất, khoảng 1000 độ và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận nóng nhất của động cơ máy bay phản lực và các tuabin khí công nghiệp khác nhau, như cánh tuabin, cánh dẫn hướng, tua bin, v.v. .
- Hợp kim nhiệt độ cao dựa trên coban: Nhiệt độ hoạt động khoảng 950 độ. Nó có khả năng đúc và khả năng hàn tốt. Nó chủ yếu được sử dụng làm vật liệu lưỡi dẫn hướng. Do nguồn coban thấp nên loại hợp kim này đắt tiền.
2. Hợp kim nhiệt độ cao được chia thành: Theo quy trình sản xuất:
- Hợp kim nhiệt độ cao bị biến dạng: Nhiệt độ hoạt động là 600-1000 độ. Nó thường được sử dụng trong đĩa máy nén và đĩa tuabin trong động cơ. Nó có độ bền tương đối thấp và độ dẻo tốt, khả năng xử lý nhiệt và khả năng hàn.
- Siêu hợp kim đúc: có thể được chia thành ba loại: siêu hợp kim tinh thể đẳng trục, siêu hợp kim tinh thể cột hóa rắn theo hướng và siêu hợp kim tinh thể đơn.
1) Siêu hợp kim đẳng trục: Nhiệt độ vận hành là 1000 độ, sử dụng phương pháp đúc đầu tư truyền thống, có khả năng chịu nhiệt độ tương đối thấp. Nó chủ yếu được sử dụng ở các cánh sau của tuabin cơ khí áp suất thấp. Nó có nhiều ứng dụng và chiếm 0% trong tổng số vật đúc. 60-70% linh kiện nhưng lợi nhuận bổ sung của sản phẩm thấp.
2) Siêu hợp kim hình trụ được đông cứng theo hướng: Nhiệt độ vận hành là 1000-1100 độ . Nó được sản xuất bằng công nghệ hóa rắn định hướng và có khả năng chịu nhiệt độ tương đối cao. Nó chủ yếu được sử dụng trong các cánh làm việc của một số giai đoạn đầu của tua bin áp suất thấp, cũng như giai đoạn thứ nhất và thứ hai của tua bin áp suất cao trong một số động cơ. Cánh quạt loại 1, phạm vi ứng dụng được giới hạn ở cánh quạt và lợi nhuận bổ sung của sản phẩm cao.
3) Hợp kim nhiệt độ cao đơn tinh thể: có nhiệt độ hoạt động 1200 độ, được sản xuất bằng công nghệ chọn lọc và hóa rắn định hướng, có khả năng chịu nhiệt độ cao nhất. Nó chủ yếu được sử dụng trong các cánh bánh xe áp suất cao của động cơ tiên tiến và hai giai đoạn đầu tiên của cánh tuabin áp suất thấp. Phạm vi ứng dụng được giới hạn ở các lưỡi làm việc. Sản phẩm Lợi nhuận tăng thêm cao nhất.
- Hợp kim nhiệt độ cao mới: dùng để chỉ vật liệu hợp kim nhiệt độ cao được sản xuất thông qua quy trình sản xuất mới, chủ yếu bao gồm hợp kim nhiệt độ cao dạng bột và hợp kim nhiệt độ cao tăng cường phân tán (ODS).
1) Hợp kim nhiệt độ cao dạng bột: Nhiệt độ sử dụng là 1100 độ. Hợp kim nhiệt độ cao được nguyên tử hóa thành bột, sau đó ép đẳng tĩnh nóng hoặc ép và rèn đẳng tĩnh nóng được sử dụng để sản xuất các sản phẩm hợp kim nhiệt độ cao. Nó có tỷ lệ sử dụng kim loại cao và chi phí thấp. Nó có đặc tính nhiệt độ thấp và khả năng chịu nhiệt độ tương đối cao. Hiện nay nó chủ yếu được sử dụng trong các đĩa tuabin và cánh tuabin. Nó là vật liệu tuyệt vời cho các bộ phận có nhiệt độ cao như đĩa tuabin, đĩa máy nén và vách ngăn tuabin trong động cơ có tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng cao.
2) Hợp kim nhiệt độ cao được tăng cường phân tán (ODS): với nhiệt độ hoạt động 1200 độ, nó được chế tạo bằng quy trình luyện kim bột tương tự và có khả năng chịu nhiệt độ cao. Nó chủ yếu được sử dụng trong ống lửa, cánh dẫn hướng và cánh tuabin.
