Kõrgtemperatuurilised sulamid: peamised kosmosetööstuses kasutatavad materjalid
I. Ülevaade
1. Kõrgtemperatuuriliste sulamite koostis
Kõrge temperatuuriga sulamid põhinevad raual, niklil ja koobaltil. Teised põhielemendid on kroom, alumiinium, titaan, volfram, molübdeen jne. Esmaklassilise metallmaterjalina võivad need töötada üle 600 kraadi ja teatud pingetingimustes pikka aega. Neil on kõrge temperatuuri tugevus ja vastupidavus. Sellel on mitmeid eeliseid oksüdatsiooni, kuumakorrosioonikindluse, väsimuse, purunemiskindluse jne osas.
2. Kõrge temperatuuriga sulamite pealekandmine
Kõrgtemperatuurseid sulameid kasutatakse laialdaselt lennunduses, tuumaenergias, autotööstuses, gaasiturbiinides, naftakeemiatööstuses ja muudes valdkondades.
Ülemaailmse kõrgtemperatuursete sulamite turu rakendusstsenaariumide põhjal on lennundusvaldkond pikka aega olnud esikohal, moodustades enam kui 56% turunõudlusest ning seda kasutatakse peamiselt kosmosemootorite ja kosmosesõidukite kinnitusdetailide tootmisel.
2. Kõrge temperatuuriga sulamite klassifikatsioon
1. Kõrgtemperatuurilised sulamid jagunevad põhielementide järgi:
Rauapõhised kõrge temperatuuriga sulamid: nende töötemperatuur on madalam, 600–850 kraadi, ja neid kasutatakse tavaliselt madalama töötemperatuuriga mootorite osades, nagu turbiinikettad, korpused, võllid ja muud osad.
Niklipõhised kõrge temperatuuriga sulamid: neil on kõrgeim töötemperatuur, umbes 1000 kraadi, ja neid kasutatakse laialdaselt turboreaktiivmootorite ja erinevate tööstuslike gaasiturbiinide kuumimate osade (nt turbiinilabad, juhtlabad, turbiinid jne) valmistamiseks.
Koobaltipõhine kõrgtemperatuuriline sulam: töötemperatuur on umbes 950 kraadi. Sellel on hea valatavus ja keevitatavus. Seda kasutatakse peamiselt juhttera materjalina. Väikeste koobaltiressursside tõttu on seda tüüpi sulam kallis.
2. Kõrgtemperatuurilised sulamid jagunevad tootmisprotsessi järgi:
Deformeerunud kõrgtemperatuuriline sulam: töötemperatuur on 600-1000 kraadi. Seda kasutatakse tavaliselt mootorite kompressori ja turbiini ketastes. Sellel on suhteliselt madal tugevus ja hea plastilisus, termiline töötlemine ja keevitatavus.
Valatavad supersulamid: võib jagada kolme kategooriasse: võrdseteljeliste kristallide supersulamid, suunaga tahkunud kolonnkristallide supersulamid ja monokristallide supersulamid.
1) Equiaxed supersulam: töötemperatuur on 1000 kraadi. See kasutab traditsioonilist investeerimisvalu meetodit ja sellel on suhteliselt madala temperatuuri kandevõime. Seda kasutatakse peamiselt madalrõhuturbiinide tagumistes labades. Sellel on lai valik rakendusi ja see moodustab 0% kõigist valanditest. 60-70% komponentidest, kuid toote lisakasum on väike.
2) Suunatult tahkunud silindriline supersulam: töötemperatuur on 1000-1100 kraadi. See on toodetud suunava tahkumise tehnoloogia abil ja sellel on suhteliselt kõrge temperatuuritaluvus. Seda kasutatakse peamiselt madalrõhuturbiinide esimeste astmete töölabades, samuti mõne mootori kõrgsurveturbiinide esimese ja teise astme töölabades. Klass 1 rootori labad, rakendusala piirdub rootori labadega ja toote lisakasum on suurem.
3) Ühekristalliline supersulam: töötemperatuur on 1200 kraadi. Selle valmistamisel kasutatakse suunatud tahkumise ja kristallide valiku tehnoloogiat. Sellel on kõrgeim temperatuuritaluvus. Seda kasutatakse peamiselt täiustatud mootorite kõrgsurverataste labades ja madalrõhuturbiini labade kahes esimeses etapis. Kasutusala piirdub töötavate teradega. Tooted Suurim lisakasum.
Uued kõrgtemperatuurilised sulamid: viitab kõrge temperatuuriga sulamimaterjalidele, mis on toodetud uute tootmisprotsesside käigus, sealhulgas peamiselt pulberkõrge temperatuuriga sulamid ja dispersioontugevdatud kõrgtemperatuursed sulamid (ODS).
1) Kõrge temperatuuriga pulbersulam: kasutustemperatuur on 1100 kraadi. Kõrgtemperatuuriline sulam pihustatakse pulbriks ja seejärel kasutatakse kõrgtemperatuuriliste sulamitoodete tootmiseks kuumisostaatilist pressimist või kuumisostaatilist pressimist ja sepistamist. Sellel on kõrge metalli kasutusmäär ja madal hind. Sellel on madala temperatuuri omadused ja suhteliselt kõrge temperatuuritaluvus. Praegu kasutatakse seda peamiselt turbiinide ketastes ja turbiinilabades. See on suurepärane materjal kõrgel temperatuuril töötavate komponentide jaoks, nagu turbiinikettad, kompressorikettad ja turbiinide deflektorid kõrge tõukejõu ja kaalu suhtega mootorites.
2) Dispersioontugevdatud kõrgtemperatuuriline sulam (ODS): töötemperatuuriga 1200 kraadi, see on valmistatud sarnase pulbermetallurgia protsessiga ja sellel on kõrge temperatuuritaluvus. Seda kasutatakse peamiselt leegitorudes, juhtlabades ja turbiini labades.
Peamised tooted
