ABSTRACT

\\ ΝΝΙbase υπερκράμα ρίχνει τα υλικά παρέχουν ένα οφειλόμενο υπόλοιπο του υψηλής αντοχής θερμοκρασίας, αντοχή στην κόπωση, αντοχή στην οξείδωση και την επικάλυψη των επιδόσεων και μπορεί να παραχθεί σε πολύ αυστηρά όρια ανοχής σε εξαιρετικά πολύπλοκες διαμορφώσεις, όπως αξονική και φυγόκεντρες αναπόσπαστο χυτές ζάντες τουρμπίνας. Ως αποτέλεσμα, οι καστ υπερκραμάτων που χρησιμοποιούνται στις πιο απαιτητικές εφαρμογές της αεροδυναμικής και μηχανές βιομηχανικού αεριοστροβίλου. Η χρήση αυτών των υλικών επεκτείνεται σε μικρότερα μικροστροβίλου, στροβιλοκινητήρες, υπερσυμπιεστή και πυραύλων κινητήρα εφαρμογές λόγω της αυτό το μοναδικό συνδυασμό των επιθυμητών ιδιοτήτων. Αυτό το έγγραφο θα παρουσιάσει μια επισκόπηση της εφαρμογής των επενδυτικών ρίχνει Ni-base υπερκραμάτων και την ικανότητα διαδικασία για μικρούς στροβιλοκινητήρες και πυραύλων.-

 

INTRODUCTION

Nickelbase υπερκράμα υλικά έχουν εκτεταμένη εφαρμογή στο τμήμα με τουρμπίνα της αεροδυναμικής και βιομηχανικών αεριοστροβίλων κινητήρων. Παραδοσιακά, αεριοστρόβιλος ανάπτυξη κράμα ξεκινά θερμού τμήματος με τις απαιτήσεις του κινητήρα που δεν μπορούν να καλυφθούν από τα υπάρχοντα κράματα, π.χ., υψηλότερη θερμοκρασία, αντοχή, ή απαιτήσεις ανθεκτικότητας. Πρωταγωνιστές Ni-base υπερκραμάτων παρέχει ένα μοναδικό συνδυασμό χαρακτηριστικών κατάλληλων για αυτές τις απαιτήσεις, οι οποίες ισχύουν και για τους μικρούς κινητήρες τουρμπίνας και πυραύλων.-

Η υπερκραμάτων περιλαμβάνουν μια ομάδα κραμάτων, με βάση το νικέλιο, σίδηρο ή κοβάλτιο, τα οποία χρησιμοποιούνται δομικά σε θερμοκρασίες λειτουργίας από 538 ° C (1000 ° F) ή υψηλότερη. Υπερκράματα εμφανίζουν ανώτερες ιδιότητες ανυψωμένη θερμοκρασία και χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν τα πιο καυτά θερμοκρασίες και \\ ούτε υψηλότερο τάσεις στον αεριοστρόβιλο, κυρίως πτερύγια στροβίλου (ή κουβάδες), πτερύγια (ή ακροφύσια), αναπόσπαστο τροχούς, δίσκους και εξαρτήματα θαλάμου καύσεως. Εκτός από τη διατήρηση υψηλής αντοχής σε θερμοκρασίες λειτουργίας που πλησιάζουν το 85% με σημείο τήξεως, τα υλικά αυτά παρουσιάζουν καλό ζεστό οξείδωσης και διάβρωσης αντίσταση που απαιτείται στο περιβάλλον του αεριοστροβίλου. Επίσης, υπερκραμάτων μπορεί να ρίχνει οικονομικά στα συστατικά των πολύπλοκων σχημάτων και \\ ούτε εσωτερικές διαμορφώσεις με ελεγχόμενη ομοιόμορφη μικροδομή.//

Superalloys εισήχθησαν για πρώτη φορά σε στρατιωτική αεριοστρόβιλοι κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, και η τεχνολογία έχει προχωρήσει δραματικά από την εποχή εκείνη. Οι συνεχής πρόοδος στοιχειώδη υλικά έχουν εισαχθεί με χύτευση εξελίξεις διαδικασία και βελτιστοποιημένη κραμάτων «hop

scotching» ο ένας τον άλλο για να προωθήσει το συνολικό υλικό ικανότητα. Αυτές οι πρόοδοι περιλαμβάνουν συμβατικά χυτό, equiax (EQ) κράματα, κατευθυνόμενης στερεοποίησης (DS) και μονού κρυστάλλου (SX) συστατικά cast. Αυτό το έγγραφο θα συζητήσουμε τα χαρακτηριστικά και τις εφαρμογές της κάθε τεχνολογίας χύτευσης, μαζί με τα παραδείγματα των κραμάτων και των ιδιοτήτων. ΑΝΑΠΤΥΞΗ -

  CASTING ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ   

Σχήμα 1. Casting Τεχνολογία Progression  

Η αρχικές αιτήσεις των πτερυγίων στροβίλου χυτό υπερκράμα και πτερύγια ήταν συμβατικά χυτά , equiax (EQ) κράματα. Οι Equiax χύτευσης χρησιμοποιούνται στην πλειονότητα των εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων στατικών και περιστρεφόμενα μέρη, αναπόσπαστο τροχούς και δομικά στοιχεία. απαιτήσεις του ξενοδοχείου περιλαμβάνουν ερπυσμού υψηλής θερμοκρασίας και κόπωση αντοχή, ολκιμότητα και συγκολλησιμότητα τόσο για την κατασκευή και επισκευή.

Η εισαγωγή κατευθυνόμενης στερεοποίησης που παράγονται χυτά τεμάχια με μορφή στήλης κόκκους παράλληλα προς την κατεύθυνση φόρτωσης υψηλή καταπόνηση των περιστρεφόμενων τμημάτων (Σχήμα 1) [1]. Αυτά τα προϊόντα χύτευσης πραγματοποιούνται σημαντικά κέρδη σε ερπυσμό \\ αντοχήnrupture και τη ζωή LCF λόγω της εξάλειψης των ορίων των κόκκων εγκάρσια προς τον άξονα φόρτωσης υψηλό στρες και μειωμένη μικροπορώδες που προκύπτουν από την αργή κίνηση στερεοποίησης μπροστινό συνυφασμένες με DS

-technology . Τα DS κράματα τυπικά προσδιορίζονται για την περιστροφή εφαρμογές μέρος, όπως 2ο και 3ο λεπίδες βαθμίδα στροβίλου, όπου την\\ Ν101? κράματα EQ δεν παρέχουν επαρκή αντοχή ερπυσμού. &#A περαιτέρω επέκταση του DS τεχνολογίας χύτευσης ήταν η εισαγωγή των διαδικασιών ενιαίο κρύσταλλο, για πρώτη φορά από Pratt

Whitney αεροσκαφών [2], η οποία αποβάλλεται όλα τα όρια των κόκκων και κατά συνέπεια, η ανάγκη για κόκκους συνοριακά στοιχεία ενίσχυσης, όπως C, Β, Hf και Zr. Δεδομένου ότι αυτά τα στοιχεία σημείο τήξης κατασταλτικά, η ικανότητα θερμοκρασία κραμάτων SX ήταν σημαντικά βελτιωμένη. Οι Ενιαία κράματα κρυστάλλων που χρησιμοποιούνται κατά τον πλέον απαιτητικές υψηλό στρες

εφαρμογές κινητήρων υψηλής θερμοκρασίας, όπως λεπίδες και πτερύγια 1ο στάδιο στροβίλου και των συστατικών του καυστήρα. Τα οφέλη του SX χύτευσης περιλαμβάνουν βελτιωμένη creeprupture, κόπωση, οξείδωση και επικάλυψη ιδιότητες, με αποτέλεσμα την ανώτερη απόδοση στροβιλοκινητήρα και αντοχή [2 \\ Ν6]. Επιπλέον, ενιαίο κράματα κρυστάλλου διατηρούν ένα υψηλότερο κλάσμα του πάχους ζωής τμήματος ρήξη τους, όπως πάχος τοιχώματος μειώνεται (Σχήμα 2) [7].

&/Figure 2. Ρήξη δείγμα εναντίον ζωής Πάχος δείχνει ευεργέτημα της SX χύτευσης πάνω από DS-EQ

/

ADVANCED υπερκράμα ΥΛΙΚΑ
έχουν

Advanced υλικά υπερκράμα έχουν εισαχθεί για να ανταποκριθεί στις ανάγκες της βιομηχανίας για βελτιωμένες ιδιότητες του κράματος. Equiax κράματα CM 939 Weldable®, CM 247 LC® και CM 681 LC®, DS κράματα CM 247 LC και CM 186 LC® και SX κράμα CMSX

4® είναι αντιπροσωπευτικά αυτών των βελτιώσεων.

-CM 939 Weldable® κράμα

in 939 κράματος (Πίνακας 1 [8]) αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1960 από την International Nickel Company. Αυτή η 22% χρώμιο (Cr), ανθεκτικό στη διάβρωση κράμα ζεστό έχει δει ευρεία εφαρμογή στην αγορά βιομηχανικού αεριοστροβίλου (IGT) για ισοαξονικά πτερύγια, τα τμήματα και τα ακροφύσια καυστήρα. Ωστόσο, σε 939 χύτευσης είναι δύσκολο να αποκατασταθεί συγκόλλησης λόγω της οριακής ολκιμότητα και συνδέονται κράμα σχεδιασμό χημεία.

AS αποτέλεσμα αυτών των δυσκολιών, Cannon

Muskegon αναπτύξει μια τροποποιημένη έκδοση του ΣΤΟΝ 939 κράμα για βελτιωμένη συγκολλησιμότητα επισκευή και μηχανικές ιδιότητες, με έμφαση στην ΚΡΑΜΑ ολκιμότητα. Μια βελτιστοποιημένη χημεία στόχος επινοήθηκε με σημαντικά μειωμένη ΑΙ, Τί, Τα και Cb (και κατά συνέπεια, μικρότερο όγκο κλάσμα γάμμα προνομιακή φάση) σε σύγκριση με το πρότυπο σε 939, βελτιστοποιημένη Β, Zr και το περιεχόμενο C και δραματικά βελτιωμένη κράμα καθαρότητας για S, P, Ν, Ο και Si. Αυτό το ιδιόκτητο σύνθεση ονομάσθηκε CM 939 Συγκολλήσιμοι κράμα.