Kaj so visokotemperaturne zlitine? Zgodovina razvoja visokotemperaturnih zlitin
Razume se, da so visokotemperaturne zlitine legirani materiali, ki lahko prenesejo določene obremenitve pri določenih visokih temperaturah in so odporni proti oksidaciji ali koroziji. Nato si poglejmo podrobneje, kaj so visokotemperaturne zlitine in zgodovino njihovega razvoja.
Uvod:
Visokotemperaturne zlitine so razdeljene na tri vrste materialov: visokotemperaturni materiali 760 stopinj, visokotemperaturni materiali 1200 stopinj in visokotemperaturni materiali 1500 stopinj, z natezno trdnostjo 800 MPa. Z drugimi besedami, nanaša se na visokotemperaturne kovinske materiale, ki delujejo dolgo časa pri temperaturah nad 760--1500 stopinjami in pod določenimi pogoji napetosti. Imajo odlično visokotemperaturno trdnost, dobro odpornost na oksidacijo in vročo korozijo, dobre lastnosti utrujenosti, lomno žilavost in druge celovite lastnosti. Postal je nenadomestljiv ključni material za vroče komponente plinskoturbinskih motorjev za vojaško in civilno uporabo.
Visokotemperaturne zlitine se večinoma uporabljajo za izdelavo visokotemperaturnih komponent, kot so turbinske lopatice, vodilne lopatice, turbinske plošče, visokotlačne kompresorske plošče in zgorevalne komore za letalske, pomorske in industrijske plinske turbine. Uporabljajo se tudi za proizvodnjo vesoljskih vozil, raketnih motorjev, jedrskih reaktorjev, petrokemične opreme ter naprav za pretvorbo premoga in drugih naprav za pretvorbo energije.
razvojna pot:
Od poznih tridesetih let prejšnjega stoletja so Velika Britanija, Nemčija, ZDA in druge države začele preučevati visokotemperaturne zlitine. Med drugo svetovno vojno so raziskave in uporaba visokotemperaturnih zlitin vstopile v obdobje močnega razvoja, da bi zadovoljili potrebe novih vesoljskih motorjev. V zgodnjih štiridesetih letih 20. stoletja je Združeno kraljestvo zlitini 80Ni-20Cr najprej dodalo majhno količino aluminija in titana, da je nastala faza za ojačitev, in razvilo prvo zlitino na osnovi niklja z visoko visokotemperaturno trdnostjo. V istem obdobju so Združene države začele uporabljati zlitine Vitallium na osnovi kobalta za izdelavo lopatic, da bi zadostile potrebam razvoja turbopolnilnikov za batne letalske motorje.
Poleg tega so Združene države razvile tudi zlitino Inconel na osnovi niklja za izdelavo zgorevalne komore reaktivnih motorjev. Kasneje, da bi še izboljšali visokotemperaturno trdnost zlitine, so metalurgi zlitini na osnovi niklja dodali volfram, molibden, kobalt in druge elemente, povečali vsebnost aluminija in titana ter razvili vrsto blagovnih znamk zlitin, kot je npr. britanski "Nimonic", ameriški "Mar-M" in "IN" itd.; zlitinam na osnovi kobalta dodamo elemente, kot sta nikelj in volfram, da razvijemo različne visokotemperaturne zlitine, kot so X-45, HA-188, FSX-414 itd. Zaradi zaradi pomanjkanja virov kobalta je razvoj superzlitin na osnovi kobalta omejen.
V štiridesetih letih prejšnjega stoletja so razvili tudi superzlitine na osnovi železa. V petdesetih letih prejšnjega stoletja so se pojavile znamke, kot sta A-286 in Incoloy901. Vendar pa je zaradi slabe visokotemperaturne stabilnosti razvoj počasen od šestdesetih let prejšnjega stoletja. Sovjetska zveza je okoli leta 1950 začela proizvajati superzlitine na osnovi niklja blagovne znamke "ЭИ", kasneje pa je izdelala deformirane superzlitine serije "ЭП" in lite superzlitine serije ŽS. Kitajska je leta 1956 začela s poskusno proizvodnjo visokotemperaturnih zlitin in postopoma oblikovala serijo "GH" deformiranih superzlitin in serijo "K" litih superzlitin. V sedemdesetih letih 20. stoletja so ZDA uporabile tudi nove proizvodne postopke za izdelavo usmerjenih kristaliziranih lopatic in turbinskih diskov praškaste metalurgije ter razvile komponente iz visokotemperaturnih zlitin, kot so enokristalne lopatice, da bi zadovoljile naraščajoče potrebe po vstopnih temperaturah turbin letalskih motorjev.
Doslej vse države raziskujejo nove visokotemperaturne zlitine, delajo nenehne preboje, uvajajo inovacije in širijo področja uporabe. V razvoju sodobne industrije so očitno postale nepogrešljiv legirni material.
