ከፍተኛ የሙቀት መጠን ቅይጥ የሙቀት ጥንካሬ ቅይጥ ተብሎም ይጠራል. እንደ ማትሪክስ መዋቅር, ቁሳቁሶች በሶስት ምድቦች ሊከፈሉ ይችላሉ-በብረት ላይ የተመሰረተ ኒኬል እና ክሮሚየም. በአምራች ሁነታ መሰረት, የተበላሹ ሱፐርአሎይ እና የሱፐርአሎይ መጣል ይቻላል.
በአይሮፕላን መስክ ውስጥ የማይፈለግ ጥሬ እቃ ነው. ከፍተኛ ሙቀት ላለው የአየር እና የአቪዬሽን ማምረቻ ሞተሮች ቁልፍ ቁሳቁስ ነው። በዋናነት ለቃጠሎ ክፍል፣ ተርባይን ምላጭ፣ መመሪያ ምላጭ፣ መጭመቂያ እና ተርባይን ዲስክ፣ ተርባይን መያዣ እና ሌሎች ክፍሎችን ለማምረት ያገለግላል። የአገልግሎት የሙቀት መጠን 600 ℃ - 1200 ℃ ነው። ውጥረቱ እና የአካባቢ ሁኔታዎች ጥቅም ላይ በሚውሉት ክፍሎች ይለያያሉ. ለድብልቅ ሜካኒካል, አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት ጥብቅ መስፈርቶች አሉ. ለኤንጂኑ አፈፃፀም, አስተማማኝነት እና ህይወት ወሳኝ ነገር ነው. ስለዚህ ሱፐርአሎይ በበለጸጉ አገሮች በአየር እና በብሔራዊ መከላከያ መስክ ውስጥ ካሉት ቁልፍ የምርምር ፕሮጀክቶች አንዱ ነው.
የ superalloys ዋና አፕሊኬሽኖች የሚከተሉት ናቸው
1. ለቃጠሎ ክፍል ከፍተኛ ሙቀት ቅይጥ
የአቪዬሽን ተርባይን ሞተር የማቃጠያ ክፍል (የነበልባል ቱቦ በመባልም ይታወቃል) ከፍተኛ ሙቀት ካላቸው ዋና ዋና ክፍሎች አንዱ ነው። በቃጠሎው ክፍል ውስጥ የነዳጅ አተሚዜሽን, የነዳጅ እና የጋዝ ቅልቅል እና ሌሎች ሂደቶች ስለሚከናወኑ, በቃጠሎው ክፍል ውስጥ ያለው ከፍተኛ የሙቀት መጠን 1500 ℃ - 2000 ℃ ሊደርስ ይችላል, እና በቃጠሎው ክፍል ውስጥ ያለው ግድግዳ የሙቀት መጠን 1100 ℃ ሊደርስ ይችላል. በተመሳሳይ ጊዜ, የሙቀት ጭንቀትን እና የጋዝ ጭንቀትን ይሸከማል. አብዛኛዎቹ ከፍተኛ የግፊት/የክብደት ጥምርታ ያላቸው ሞተሮች አጭር ርዝመት እና ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያላቸው አመታዊ የቃጠሎ ክፍሎችን ይጠቀማሉ። በማቃጠያ ክፍሉ ውስጥ ያለው ከፍተኛ ሙቀት 2000 ℃ ይደርሳል, እና ከጋዝ ፊልም ወይም የእንፋሎት ማቀዝቀዣ በኋላ የግድግዳው ሙቀት 1150 ℃ ይደርሳል. በተለያዩ ክፍሎች መካከል ያሉ ትላልቅ የሙቀት ደረጃዎች የሙቀት ጭንቀትን ይፈጥራሉ, ይህም የሥራ ሁኔታ ሲቀየር በከፍተኛ ሁኔታ ይነሳል እና ይወድቃል. ቁሱ የሙቀት ድንጋጤ እና የሙቀት ድካም ጭነት ተገዢ ይሆናል, እና ማዛባት, ስንጥቆች እና ሌሎች ጥፋቶች ይኖራሉ. በአጠቃላይ የቃጠሎው ክፍል ከቆርቆሮ ቅይጥ የተሠራ ነው, እና የቴክኒካዊ መስፈርቶች እንደ ልዩ ክፍሎች የአገልግሎት ሁኔታዎች እንደሚከተለው ተጠቃለዋል-የከፍተኛ ሙቀት ቅይጥ እና ጋዝ በሚጠቀሙበት ሁኔታዎች ውስጥ የተወሰነ የኦክሳይድ መቋቋም እና የጋዝ ዝገት መቋቋም; የተወሰነ ቅጽበታዊ እና የመቋቋም ጥንካሬ ፣ የሙቀት ድካም አፈፃፀም እና ዝቅተኛ የማስፋፊያ ቅንጅት አለው ። ይህ ሂደት, ምስረታ እና ግንኙነት ለማረጋገጥ በቂ plasticity እና ዌልድ ችሎታ አለው; በአገልግሎት ህይወት ውስጥ አስተማማኝ አሠራር ለማረጋገጥ በሙቀት ዑደት ውስጥ ጥሩ ድርጅታዊ መረጋጋት አለው.
ሀ. MA956 ቅይጥ ባለ ቀዳዳ ከተነባበረ
በመጀመርያ ደረጃ ላይ፣ ባለ ቀዳዳው ንጣፍ ከHS-188 ቅይጥ ቅጠል የተሰራው ፎቶግራፍ ከተነሳ፣ ከተቀረጸ፣ ከተቦጫጨቀ እና ከተመታ በኋላ ነው። በንድፍ መስፈርቶች መሰረት የውስጠኛው ንብርብር ተስማሚ የማቀዝቀዣ ሰርጥ ማድረግ ይቻላል. ይህ መዋቅር ማቀዝቀዝ ከባህላዊው የፊልም ማቀዝቀዣ ጋዝ 30% ብቻ ያስፈልገዋል, ይህም የሞተርን የሙቀት ዑደት ውጤታማነት ለማሻሻል, የቃጠሎ ክፍሉን ቁሳቁስ ትክክለኛ የሙቀት መጠንን ለመቀነስ, ክብደቱን ይቀንሳል እና የግፊት ክብደትን ይጨምራል. ጥምርታ በአሁኑ ጊዜ ቁልፍ የሆነውን ቴክኖሎጂ ወደ ተግባራዊ ጥቅም ላይ ከማዋሉ በፊት አሁንም ማለፍ አስፈላጊ ነው. ከ MA956 የተሰራው ባለ ቀዳዳ ሽፋን በ 1300 ℃ ላይ ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል በዩናይትድ ስቴትስ የተዋወቀው አዲስ ትውልድ የቃጠሎ ክፍል ቁሳቁስ ነው።
ለ. በማቃጠያ ክፍል ውስጥ የሴራሚክ ውህዶች አተገባበር
ዩናይትድ ስቴትስ ከ 1971 ጀምሮ የሸክላ ዕቃዎችን ለጋዝ ተርባይኖች የመጠቀም አዋጭነትን ማረጋገጥ ጀምራለች. በ 1983 በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ የተራቀቁ ቁሳቁሶችን በማልማት ላይ የተሰማሩ አንዳንድ ቡድኖች በተራቀቁ አውሮፕላኖች ውስጥ ለሚጠቀሙት የጋዝ ተርባይኖች ተከታታይ የአፈፃፀም አመልካቾችን አዘጋጅተዋል. እነዚህ አመልካቾች የተርባይኑን መግቢያ ሙቀት ወደ 2200 ℃ ይጨምሩ; በኬሚካላዊ ስሌት በሚቃጠለው ሁኔታ ውስጥ ይስሩ; በእነዚህ ክፍሎች ላይ የተተገበረውን ጥንካሬ ከ 8 ግራም / ሴ.ሜ ወደ 5 ግራም / ሴ.ሜ ይቀንሱ; ክፍሎችን ማቀዝቀዝ ሰርዝ። እነዚህን መስፈርቶች ለማሟላት የተጠኑት ቁሳቁሶች ግራፋይት, የብረት ማትሪክስ, የሴራሚክ ማትሪክስ ውህዶች እና ኢንተርሜታል ውህዶች ከአንድ-ደረጃ ሴራሚክስ በተጨማሪ ያካትታሉ. የሴራሚክ ማትሪክስ ውህዶች (ሲኤምሲ) የሚከተሉት ጥቅሞች አሏቸው።
የሴራሚክ ማቴሪያል የማስፋፊያ ቅንጅት ከኒኬል-ተኮር ቅይጥ በጣም ያነሰ ነው, እና ሽፋኑ በቀላሉ ለመንቀል ቀላል ነው. ከመካከለኛው ብረት ጋር የሴራሚክ ውህዶችን መሥራት የፍላኪንግ ጉድለትን ማሸነፍ ይችላል ፣ ይህም የቃጠሎ ክፍል ቁሳቁሶች የእድገት አቅጣጫ ነው። ይህ ቁሳቁስ ከ 10% - 20% ማቀዝቀዣ አየር ጋር ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል, እና የብረት የኋላ መከላከያ የሙቀት መጠን 800 ℃ ብቻ ነው, እና የሙቀት ተሸካሚው የሙቀት መጠን ከተለያዩ ማቀዝቀዣዎች እና የፊልም ማቀዝቀዣዎች በጣም ያነሰ ነው. Cast superalloy B1900+ ceramic coating መከላከያ ሰድር በ V2500 ሞተር ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, እና የእድገት አቅጣጫው B1900 (በሴራሚክ ሽፋን) ንጣፍ በሲሲ ላይ የተመሰረተ ድብልቅ ወይም ፀረ-ኦክሳይድ ሲ / ሲ ውህድ መተካት ነው. የሴራሚክ ማትሪክስ ስብጥር የሞተር ማቃጠያ ክፍል የግንባታ ቁሳቁስ ሲሆን ከ15-20 የግፊት ክብደት ሬሾ እና የአገልግሎት ሙቀት 1538 ℃ - 1650 ℃ ነው። ለነበልባል ቱቦ፣ ተንሳፋፊ ግድግዳ እና ከቃጠሎ በኋላ ያገለግላል።
2. ለተርባይን ከፍተኛ ሙቀት ቅይጥ
የኤሮ-ሞተር ተርባይን ምላጭ በጣም ከባድ የሙቀት ጭነት እና በኤሮ-ሞተር ውስጥ በጣም መጥፎ የሥራ አካባቢ ከሚሸከሙት ክፍሎች ውስጥ አንዱ ነው። በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ በጣም ትልቅ እና ውስብስብ ጭንቀትን መሸከም አለበት, ስለዚህ የእሱ ቁሳዊ ፍላጎቶች በጣም ጥብቅ ናቸው. ለኤሮ-ሞተር ተርባይን ቢላዎች ሱፐርalloys በሚከተሉት ተከፍለዋል፡-
ሀ.ከፍተኛ የሙቀት ቅይጥ ለመመሪያ
ማቀፊያው በሙቀት ምክንያት ከሚነኩት የተርባይን ሞተር ክፍሎች አንዱ ነው። በማቃጠያ ክፍሉ ውስጥ ያልተመጣጠነ ማቃጠል ሲከሰት, የመጀመሪያው ደረጃ መመሪያ ቫን ማሞቂያ ጭነት ትልቅ ነው, ይህም የመመሪያው መጎዳት ዋና ምክንያት ነው. የአገልግሎት ሙቀቱ ከተርባይኑ ምላጭ በ100 ℃ ከፍ ያለ ነው። ልዩነቱ የስታቲክ ክፍሎቹ ለሜካኒካዊ ጭነት የማይጋለጡ መሆኑ ነው. አብዛኛውን ጊዜ የሙቀት ጭንቀትን, የተዛባ, የሙቀት ድካም ስንጥቅ እና በፍጥነት የሙቀት ለውጥ ምክንያት በአካባቢው ማቃጠል ቀላል ነው. የመመሪያው ቫን ቅይጥ የሚከተሉትን ባህሪዎች ሊኖረው ይገባል-በቂ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ፣ ቋሚ የጭረት አፈፃፀም እና ጥሩ የሙቀት ድካም አፈፃፀም ፣ ከፍተኛ ኦክሳይድ የመቋቋም እና የሙቀት ዝገት አፈፃፀም ፣ የሙቀት ውጥረት እና የንዝረት መቋቋም ፣ የመጠምዘዝ ችሎታ ፣ ጥሩ የማስወጫ ሂደት የመቅረጽ አፈፃፀም እና የመገጣጠም ችሎታ። እና ሽፋን ጥበቃ አፈጻጸም.
በአሁኑ ጊዜ ከፍተኛ ግፊት/የክብደት ጥምርታ ያላቸው አብዛኞቹ የላቁ ሞተሮች ባዶ ቀረጻዎችን ይጠቀማሉ፣ እና አቅጣጫዊ እና ነጠላ ክሪስታል ኒኬል ላይ የተመሰረቱ ሱፐርalloys ተመርጠዋል። ከፍተኛ የግፊት-ክብደት ሬሾ ያለው ሞተር ከ1650 ℃ - 1930 ℃ ከፍተኛ ሙቀት አለው እና በሙቀት መከላከያ ልባስ መከላከል አለበት። የማቀዝቀዝ እና ሽፋን ጥበቃ ሁኔታዎች ውስጥ ስለት ቅይጥ አገልግሎት ሙቀት 1100 ℃ በላይ ነው, ይህም ወደፊት መመሪያ ምላጭ ቁሳዊ ያለውን ሙቀት ጥግግት ወጪ አዲስ እና ከፍተኛ መስፈርቶችን ያስቀምጣል.
ለ. ለተርባይን ምላጭ ሱፐርalloys
ተርባይን ቢላዎች የአየር ሞተሮች ቁልፍ የሙቀት-ተሸካሚ የሚሽከረከሩ ክፍሎች ናቸው። የሥራቸው የሙቀት መጠን ከመመሪያዎቹ 50 ℃ - 100 ℃ ያነሰ ነው። በሚሽከረከሩበት ጊዜ ከፍተኛ የሴንትሪፉጋል ጭንቀትን፣ የንዝረት ጭንቀትን፣ የሙቀት ጭንቀትን፣ የአየር ፍሰትን መፈተሽ እና ሌሎች ተፅዕኖዎችን ይሸከማሉ፣ እና የስራ ሁኔታው ደካማ ነው። ከፍተኛ የግፊት / የክብደት ሬሾ ያለው የሞተሩ የሙቅ መጨረሻ አካላት የአገልግሎት ሕይወት ከ 2000h በላይ ነው። ስለዚህ, ተርባይን ምላጭ ቅይጥ ከፍተኛ እና ዝቅተኛ ዑደት ድካም, ቀዝቃዛ እና ትኩስ ድካም, በቂ plasticity እና ተጽዕኖ ጠንካራነት, እና ኖት ትብነት እንደ የአገልግሎት ሙቀት, ጥሩ ከፍተኛ እና መካከለኛ የሙቀት አጠቃላይ ባህርያት, ከፍተኛ ሾልከው የመቋቋም እና ስብራት ጥንካሬ ሊኖረው ይገባል; ከፍተኛ የኦክሳይድ መቋቋም እና የዝገት መቋቋም; ጥሩ አማቂ conductivity እና መስመራዊ መስፋፋት ዝቅተኛ Coefficient; ጥሩ የመውሰድ ሂደት አፈፃፀም; የረጅም ጊዜ መዋቅራዊ መረጋጋት፣ በአገልግሎት ሙቀት የTCP ምዕራፍ ዝናብ የለም። የተተገበረው ቅይጥ በአራት ደረጃዎች ውስጥ ያልፋል; የተበላሹ ቅይጥ አፕሊኬሽኖች GH4033፣ GH4143፣ GH4118፣ ወዘተ; የመውሰድ ቅይጥ አተገባበር K403, K417, K418, K405, በአቅጣጫ የተጠናከረ ወርቅ DZ4, DZ22, ነጠላ ክሪስታል ቅይጥ DD3, DD8, PW1484, ወዘተ ያካትታል በአሁኑ ጊዜ, ነጠላ ክሪስታል alloys መካከል ሦስተኛ ትውልድ ድረስ አዳብሯል. የቻይና ነጠላ ክሪስታል ቅይጥ DD3 እና DD8 በቅደም ተከተል በቻይና ተርባይኖች ፣ ተርቦፋን ሞተሮች ፣ ሄሊኮፕተሮች እና የመርከብ ሞተሮች ውስጥ ያገለግላሉ ።
3. ለተርባይን ዲስክ ከፍተኛ ሙቀት ቅይጥ
የተርባይን ዲስክ በጣም የተጨናነቀው የተርባይን ሞተር ተሸካሚ አካል ነው። ከ 8 እና 10 ግፊቶች ክብደት ሬሾ ጋር የሞተሩ የተሽከርካሪ ጎማ የሙቀት መጠን 650 ℃ እና 750 ℃ ይደርሳል ፣ እና የመንኮራኩሩ ማእከል የሙቀት መጠኑ 300 ℃ ነው ፣ ከትልቅ የሙቀት ልዩነት ጋር። በተለመደው ማሽከርከር ወቅት, ምላጩ በከፍተኛ ፍጥነት እንዲሽከረከር እና ከፍተኛውን የሴንትሪፉጋል ኃይልን, የሙቀት ጭንቀትን እና የንዝረት ጭንቀትን ይሸከማል. እያንዳንዱ ጅምር እና ማቆሚያ ዑደት ፣ የዊልስ ማእከል ነው። ጉሮሮው፣ ግርጌው እና ጫፉ ሁሉም የተለያዩ የተዋሃዱ ጭንቀቶችን ይሸከማሉ። ቅይጥ ከፍተኛውን የምርት ጥንካሬ, ተፅእኖ ጥንካሬ እና በአገልግሎት የሙቀት መጠን ላይ ምንም ስሜታዊነት እንዳይኖረው ያስፈልጋል; ዝቅተኛ የመስመር ማስፋፊያ ቅንጅት; የተወሰነ የኦክሳይድ እና የዝገት መቋቋም; ጥሩ የመቁረጥ አፈፃፀም.
4. ኤሮስፔስ ሱፐርአሎይ
በፈሳሽ ሮኬት ሞተር ውስጥ ያለው ሱፐርአሎይ በግፊት ክፍሉ ውስጥ ባለው የቃጠሎ ክፍል ውስጥ እንደ ነዳጅ ማስገቢያ ፓኔል ሆኖ ያገለግላል ። ተርባይን ፓምፕ ክርናቸው, flange, ግራፋይት መሪ ማያያዣ, ወዘተ በፈሳሽ ሮኬት ሞተር ውስጥ ከፍተኛ ሙቀት ቅይጥ የግፋ ክፍል ውስጥ ነዳጅ ክፍል injector ፓነል ሆኖ ያገለግላል; ተርባይን ፓምፕ ክርናቸው, flange, ግራፋይት መሪ ማያያዣ, ወዘተ GH4169 ተርባይን rotor, ዘንግ, ዘንግ እጅጌ, ማያያዣ እና ሌሎች አስፈላጊ የመሸከምና ክፍሎች ቁሳዊ ሆኖ ያገለግላል.
የአሜሪካ የፈሳሽ ሮኬት ሞተር ተርባይን ሮተር ቁሶች በዋናነት የመግቢያ ፓይፕ፣ ተርባይን ምላጭ እና ዲስክ ያካትታሉ። GH1131 ቅይጥ በአብዛኛው በቻይና ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, እና የተርባይን ምላጭ በስራው ሙቀት ላይ የተመሰረተ ነው. Inconel x, Alloy713c, Astroloy እና Mar-M246 በተከታታይ ጥቅም ላይ መዋል አለባቸው; የዊል ዲስክ ቁሶች ኢንኮኔል 718፣ ዋስፓሎይ፣ ወዘተ GH4169 እና GH4141 የተዋሃዱ ተርባይኖች በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ እና GH2038A ለሞተር ዘንግ ያገለግላል።