السبائك ذات درجة الحرارة العالية هي المواد الرئيسية المستخدمة في معدات الطيران.
تكوين السبائك ذات درجة الحرارة العالية
تعتمد السبائك عالية الحرارة على الحديد والنيكل والكوبالت. العناصر الرئيسية الأخرى هي الكروم، الألومنيوم، التيتانيوم، التنغستن، الموليبدينوم، إلخ. باعتبارها مادة معدنية من الدرجة الأولى، يمكنها العمل فوق 600 درجة وتحت ظروف ضغط معينة لفترة طويلة. لديهم قوة ومقاومة درجات الحرارة العالية. لديها مزايا متعددة من حيث الأكسدة، ومقاومة التآكل الساخن، وأداء التعب، وصلابة الكسر، وما إلى ذلك.
تطبيق سبائك درجة حرارة عالية
تستخدم السبائك ذات درجة الحرارة العالية على نطاق واسع في مجال الطيران والطاقة النووية وصناعة السيارات وتوربينات الغاز والبتروكيماويات وغيرها من المجالات.
من منظور سيناريوهات تطبيق سوق السبائك ذات درجة الحرارة العالية العالمية، احتل مجال الطيران المرتبة الأولى منذ فترة طويلة، وهو ما يمثل أكثر من 56٪ من الطلب في السوق، ويستخدم بشكل رئيسي في تصنيع محركات الطيران والمثبتات الفضائية.
تصنيف السبائك ذات درجة الحرارة العالية
1. تنقسم السبائك ذات الحرارة العالية إلى: حسب العناصر الأساسية:
- السبائك ذات درجة الحرارة العالية القائمة على الحديد: لديها درجات حرارة تشغيل أقل، 600 ~ 850 درجة، وتستخدم بشكل عام في أجزاء المحركات ذات درجات حرارة التشغيل المنخفضة، مثل أقراص التوربينات، والأغلفة، والأعمدة وأجزاء أخرى.
- سبائك النيكل ذات درجة الحرارة العالية: تتمتع بأعلى درجة حرارة تشغيل، حوالي 1000 درجة، وتستخدم على نطاق واسع في تصنيع الأجزاء الأكثر سخونة للمحركات الهوائية النفاثة وتوربينات الغاز الصناعية المختلفة، مثل شفرات التوربينات، ودوارات التوجيه، والتوربينات، إلخ. .
- سبيكة ذات درجة حرارة عالية تعتمد على الكوبالت: درجة حرارة التشغيل حوالي 950 درجة. لديها قابلية جيدة للصب وقابلية اللحام. يتم استخدامه بشكل أساسي كمواد شفرة توجيه. ونظرًا لانخفاض موارد الكوبالت، فإن هذا النوع من السبائك باهظ الثمن.
2. تنقسم السبائك ذات الحرارة العالية إلى: حسب عملية التصنيع:
- سبيكة مشوهة ذات درجة حرارة عالية: درجة حرارة التشغيل 600-1000 درجة. يتم استخدامه بشكل عام في أقراص الضاغط وأقراص التوربينات في المحركات. لديها قوة منخفضة نسبيا واللدونة الجيدة والمعالجة الحرارية وقابلية اللحام.
- صب السبائك الفائقة: يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات: السبائك الفائقة البلورية متساوية المحاور، والسبائك الفائقة البلورية العمودية المتصلبة اتجاهيًا، والسبائك الفائقة البلورية الفردية.
1) السبائك الفائقة المعادلة: درجة حرارة التشغيل هي 1000 درجة، باستخدام طرق الصب الاستثمارية التقليدية، مع قدرة تحمل منخفضة نسبيًا لدرجة الحرارة. يتم استخدامه بشكل رئيسي في الشفرات الخلفية للتوربينات الميكانيكية ذات الضغط المنخفض. لديها مجموعة واسعة من التطبيقات وتمثل 0٪ من جميع المسبوكات. 60-70% من المكونات ولكن الربح الإضافي للمنتج منخفض.
2) السبائك الفائقة الأسطوانية المتصلبة اتجاهياً: درجة حرارة التشغيل هي 1000-1100 درجة. يتم تصنيعه باستخدام تقنية التصلب الاتجاهي وله قدرة تحمل عالية نسبيًا لدرجة الحرارة. يتم استخدامه بشكل رئيسي في شفرات العمل للمراحل القليلة الأولى من توربينات الضغط المنخفض، وكذلك المرحلتين الأولى والثانية من توربينات الضغط العالي في بعض المحركات. الشفرات الدوارة من الفئة 1، يقتصر نطاق التطبيق على الشفرات الدوارة، ويكون الربح الإضافي للمنتج مرتفعًا.
3) سبيكة بلورية واحدة ذات درجة حرارة عالية: مع درجة حرارة تشغيل تبلغ 1200 درجة، تم تصنيعها باستخدام تقنية التصلب الاتجاهي واختيار الكريستال، مع أعلى قدرة تحمل لدرجة الحرارة. يتم استخدامه بشكل أساسي في شفرات العجلات ذات الضغط العالي للمحركات المتقدمة والمرحلتين الأوليين لشفرات التوربينات ذات الضغط المنخفض. يقتصر نطاق التطبيق على شفرات العمل. المنتجات أعلى ربح إضافي.
- السبائك الجديدة ذات درجة الحرارة العالية: تشير إلى مواد السبائك ذات درجة الحرارة العالية المنتجة من خلال عمليات التصنيع الجديدة، بما في ذلك بشكل رئيسي سبائك المسحوق ذات درجة الحرارة العالية والسبائك ذات درجة الحرارة العالية المعززة بالتشتت (ODS).
1) مسحوق سبيكة ذات درجة حرارة عالية: درجة حرارة الاستخدام 1100 درجة. يتم تفتيت السبائك ذات درجة الحرارة العالية إلى مسحوق، ومن ثم يتم استخدام الضغط المتوازن الساخن أو الضغط والتزوير الساخن لإنتاج منتجات السبائك ذات درجة الحرارة العالية. لديها معدل استخدام معدني مرتفع وتكلفة منخفضة. يتميز بخصائص درجات الحرارة المنخفضة وقدرة تحمل درجات الحرارة العالية نسبيًا. يتم استخدامه حاليًا بشكل أساسي في أقراص التوربينات وشفرات التوربينات. إنها مادة ممتازة للمكونات ذات درجة الحرارة العالية مثل أقراص التوربينات وأقراص الضاغط وحواجز التوربينات في المحركات ذات نسبة الدفع إلى الوزن العالية.
2) السبائك ذات درجة الحرارة العالية المعززة بالتشتت (ODS): مع درجة حرارة تشغيل تبلغ 1200 درجة، يتم تصنيعها باستخدام عملية ميتالورجيا المساحيق المماثلة ولها قدرة تحمل عالية لدرجة الحرارة. يتم استخدامه بشكل رئيسي في أنابيب اللهب ودوارات التوجيه وشفرات التوربينات.
