Le leghe ad alta temperatura sono i principali materiali utilizzati nelle apparecchiature aerospaziali.
Composizione delle leghe ad alta temperatura
Le leghe ad alta temperatura sono basate su ferro, nichel e cobalto. Gli altri elementi principali sono cromo, alluminio, titanio, tungsteno, molibdeno, ecc. Essendo un materiale metallico di prima classe, possono funzionare a lungo a temperature superiori a 600 gradi e in determinate condizioni di stress. Hanno forza e resistenza alle alte temperature. Presenta molteplici vantaggi in termini di ossidazione, resistenza alla corrosione a caldo, prestazioni alla fatica, tenacità alla frattura, ecc.
Applicazione di leghe ad alta temperatura
Le leghe ad alta temperatura sono ampiamente utilizzate nel settore aerospaziale, nell'energia nucleare, nell'industria automobilistica, nelle turbine a gas, nel settore petrolchimico e in altri campi.
Dal punto di vista degli scenari applicativi del mercato globale delle leghe ad alta temperatura, il settore aerospaziale è da tempo al primo posto, rappresentando oltre il 56% della domanda di mercato, ed è utilizzato principalmente nella produzione di motori aerospaziali e dispositivi di fissaggio aerospaziali.
Classificazione delle leghe ad alta temperatura
1. Le leghe ad alta temperatura sono suddivise in: in base agli elementi base:
- Leghe ad alta temperatura a base di ferro: hanno temperature operative inferiori, 600~850 gradi, e sono generalmente utilizzate in parti di motori con temperature operative inferiori, come dischi di turbine, involucri, alberi e altre parti.
- Leghe ad alta temperatura a base di nichel: hanno la temperatura operativa più alta, circa 1000 gradi, e sono ampiamente utilizzate nella produzione delle parti più calde dei motori aeronautici a turbogetto e di varie turbine a gas industriali, come pale di turbine, palette guida, turbine, ecc. .
- Lega ad alta temperatura a base di cobalto: la temperatura operativa è di circa 950 gradi. Ha buona colabilità e saldabilità. Viene utilizzato principalmente come materiale della lama guida. A causa delle scarse risorse di cobalto, questo tipo di lega è costosa.
2. Le leghe resistenti al calore si dividono in: in base al processo di fabbricazione:
- Lega deformata ad alta temperatura: la temperatura operativa è di 600-1000 gradi. Viene generalmente utilizzato nei dischi dei compressori e nei dischi delle turbine dei motori. Ha una resistenza relativamente bassa e una buona plasticità, lavorazione termica e saldabilità.
- Superleghe da colata: possono essere suddivise in tre categorie: superleghe a cristalli equiassici, superleghe a cristalli colonnari solidificati direzionalmente e superleghe a cristalli singoli.
1) Superlega equiassica: la temperatura operativa è di 1000 gradi, utilizzando metodi tradizionali di fusione a cera persa, con capacità di sopportare temperature relativamente basse. Viene utilizzato principalmente nelle pale posteriori delle turbine meccaniche a bassa pressione. Ha una vasta gamma di applicazioni e rappresenta lo 0% di tutti i getti. 60-70% dei componenti, ma il profitto aggiuntivo del prodotto è basso.
2) Superlega cilindrica solidificata direzionalmente: la temperatura di esercizio è di 1000-1100 gradi. È prodotto utilizzando la tecnologia di solidificazione direzionale e ha una capacità di sopportare temperature relativamente elevate. Viene utilizzato principalmente nelle pale di lavoro dei primi stadi delle turbine a bassa pressione, nonché nel primo e nel secondo stadio delle turbine ad alta pressione in alcuni motori. Pale del rotore di classe 1, l'ambito di applicazione è limitato alle pale del rotore e il profitto aggiuntivo del prodotto è elevato.
3) Lega ad alta temperatura a cristallo singolo: con una temperatura operativa di 1200 gradi, prodotta utilizzando la tecnologia di solidificazione direzionale e selezione dei cristalli, con la massima capacità di sopportare la temperatura. Viene utilizzato principalmente nelle pale delle ruote ad alta pressione di motori avanzati e nei primi due stadi delle pale delle turbine a bassa pressione. L'ambito di applicazione è limitato alle lame funzionanti. Prodotti Il massimo profitto aggiuntivo.
- Nuove leghe ad alta temperatura: si riferisce a materiali in lega ad alta temperatura prodotti attraverso nuovi processi di produzione, tra cui principalmente leghe ad alta temperatura in polvere e leghe ad alta temperatura rinforzate con dispersione (ODS).
1) Lega in polvere ad alta temperatura: la temperatura di utilizzo è di 1100 gradi. La lega ad alta temperatura viene atomizzata in polvere, quindi viene utilizzata la pressatura isostatica a caldo o la pressatura e forgiatura isostatica a caldo per produrre prodotti in lega ad alta temperatura. Ha un alto tasso di utilizzo del metallo e un basso costo. Ha caratteristiche di bassa temperatura e capacità di sopportare temperature relativamente elevate. Attualmente viene utilizzato principalmente nei dischi e nelle pale delle turbine. È un materiale eccellente per componenti ad alta temperatura come dischi di turbine, dischi di compressori e deflettori di turbine in motori con rapporto spinta/peso elevato.
2) Lega ad alta temperatura rinforzata con dispersione (ODS): con una temperatura operativa di 1200 gradi, è realizzata utilizzando un processo simile di metallurgia delle polveri e ha capacità di sopportare alte temperature. Viene utilizzato principalmente nei tubi di fiamma, nelle palette guida e nelle pale delle turbine.
