Temperatureokary temperatura garyndysyna ýylylyk güýji garyndysy hem diýilýär. Matrisa gurluşyna görä, materiallary üç kategoriýa bölmek bolar: demir esasly nikel we hrom esasly. Önümçilik tertibine görä, deformasiýa edilen superalloý we guýma superalloýlara bölünip bilner.
Howa giňişliginde aýrylmaz çig mal. Aerokosmos we awiasiýa önümçilik dwigatelleriniň ýokary temperaturaly bölegi üçin esasy materialdyr. Esasan ýangyç kamerasy, turbinaly pyçak, gollanma pyçagy, kompressor we turbinaly disk, turbinaly gap we beýleki bölekleri öndürmek üçin ulanylýar. Hyzmatyň temperatura diapazony 600 ℃ - 1200 is. Stres we daşky gurşaw şertleri ulanylýan bölekler bilen üýtgeýär. Garyndynyň mehaniki, fiziki we himiki aýratynlyklary üçin berk talaplar bar. Motoryň işleýşi, ygtybarlylygy we ömri üçin aýgytlaýjy faktor. Şonuň üçin superalloy ösen ýurtlarda howa we milli goranmak ugurlaryndaky esasy gözleg taslamalarynyň biridir.
Superalloys-iň esasy goşundylary:
1. usangyç kamerasy üçin ýokary temperatura garyndysy
Awiasiýa turbinaly hereketlendirijiniň ýangyç kamerasy (ýalyn turbasy hem diýilýär) ýokary temperaturaly komponentleriň biridir. Fuelangyç atomizasiýasy, nebit bilen gazy garyşdyrmak we beýleki amallar ýangyç kamerasynda geçirilýändigi sebäpli, ýangyç kamerasyndaky iň ýokary temperatura 1500 ℃ - 2000 can, ýangyç kamerasyndaky diwaryň temperaturasy 1100 reach ýetip biler. Şol bir wagtyň özünde termiki stres we gaz stresleri hem bar. Highokary zyňyş / agram gatnaşygy bolan hereketlendirijileriň köpüsi gysga uzynlygy we ýokary ýylylyk kuwwaty bolan ýyllyk ýangyç kameralaryny ulanýarlar. Usangyç kamerasyndaky iň ýokary temperatura 2000 reaches, gaz plýonkasy ýa-da bug sowadylandan soň diwaryň temperaturasy 1150 reaches ýetýär. Dürli bölekleriň arasyndaky uly temperatura gradiýentleri, iş ýagdaýy üýtgän mahaly ýokarlanar we peseler. Material ýylylyk zarbasyna we ýylylyk ýadawlygyna sezewar ediler we ýoýulmalar, çatryklar we beýleki kemçilikler bolar. Adatça, ýangyç kamerasy garyndydan ýasalýar we tehniki talaplar aýratyn bölekleriň hyzmat şertlerine laýyklykda aşakdaky ýaly jemlenýär: ýokary temperaturaly garyndy we gaz ulanmak şertlerinde belli bir okislenme garşylygy we gaz poslama garşylygy bar; Belli bir bada we çydamlylyk güýji, ýylylyk ýadawlygy we pes giňelme koeffisiýenti bar; Işlemegi, emele gelmegi we baglanyşygy üpjün etmek üçin ýeterlik plastisit we kebşirlemek ukyby bar; Hyzmat möhletiniň dowamynda ygtybarly işlemegi üpjün etmek üçin ýylylyk siklinde gowy guramaçylyk durnuklylygy bar.
a. MA956 garyndy gözenekli laminat
Irki döwürde gözenekli laminat, surata düşürilenden, çekilenden, çyzylan we deşilenden soň diffuziýa baglanyşygy arkaly HS-188 garyndy listinden ýasaldy. Içki gatlagy dizaýn talaplaryna laýyklykda ideal sowadyş kanaly edip bolýar. Bu gurluşy sowatmak, hereketlendirijiniň ýylylyk sikliniň netijeliligini ýokarlandyryp, ýangyç kamerasynyň materialynyň hakyky ýylylyk göterijiligini peseldip, agramyny azaldyp we agyrlyk derejesini ýokarlandyryp bilýän adaty film sowadyşynyň sowadyjy gazynyň diňe 30% -ine mätäç. gatnaşygy. Häzirki wagtda amaly tehnologiýa ulanylmazdan ozal esasy tehnologiýany döwmek zerur. MA956-dan ýasalan gözenekli laminat, ABŞ tarapyndan hödürlenen ýangyç kamerasynyň täze nesli bolup, ony 1300 at ulanyp bolýar.
b. Keramiki kompozitleri ýangyç kamerasynda ulanmak
Amerikanyň Birleşen Ştatlary 1971-nji ýyldan bäri gaz turbinalarynda keramikany ulanmagyň mümkinçiligini barlap başlady. 1983-nji ýylda ABŞ-da ösen materiallary işläp düzmek bilen meşgullanýan käbir toparlar ösen uçarlarda ulanylýan gaz turbinalary üçin birnäçe görkezijiler düzdi. Bu görkezijiler: turbinanyň giriş temperaturasyny 2200 to çenli ýokarlandyrmak; Himiki hasaplamanyň ýanýan ýagdaýynda işlemek; Bu böleklere ulanylýan dykyzlygy 8g / cm3-den 5g / cm3-e çenli azaltmak; Komponentleriň sowadylmagyny ýatyryň. Bu talaplary kanagatlandyrmak üçin öwrenilen materiallara bir fazaly keramika bilen birlikde grafit, metal matrisa, keramiki matrisa kompozitleri we intermetal birleşmeler girýär. Keramiki matrisa kompozitleriniň (CMC) aşakdaky artykmaçlyklary bar:
Keramiki materialyň giňelme koeffisiýenti nikel esasly erginlerden has kiçi we örtügi gabmak aňsat. Aralyk metaldan ýasalan keramiki kompozitleri ýasamak, ýangyç kamerasynyň materiallarynyň ösüş ugry bolan ýalpyldawuk kemçiligi ýeňip biler. Bu material 10% - 20% sowadyjy howa bilen ulanylyp bilner, we metal arka izolýasiýasynyň temperaturasy bary-ýogy 800 is, ýylylyk göterijiniň temperaturasy dürli sowadyş we film sowadyşyndan has pesdir. Döküm superalloy B1900 + keramiki örtük gorag kafel V2500 hereketlendirijisinde ulanylýar we ösüş ugry B1900 (keramiki örtük bilen) kafelini SiC esasly birleşme ýa-da antioksidasiýa C / C birleşmesi bilen çalyşmakdyr. Keramiki matrisa birleşmesi, agramy 15-20 bolan hereketlendirijiniň ýanýan kamerasynyň ösüş materialy, hyzmat temperaturasy 1538 ℃ - 1650 is. Ameangyn turbasy, ýüzýän diwar we ot ýakmak üçin ulanylýar.
2. Turbina üçin ýokary temperatura garyndysy
Aero-hereketlendiriji turbinaly pyçak, iň agyr temperatura ýüküni we aero-hereketlendirijide iň erbet iş gurşawyny göterýän komponentleriň biridir. Highokary temperaturada gaty uly we çylşyrymly stresleri başdan geçirmeli, şonuň üçin maddy talaplar gaty berk. Aero-hereketlendiriji turbinaly pyçaklar üçin superloýlar:
a. Gollanma üçin ýokary temperatura garyndysy
Deflektor turbinaly hereketlendirijiniň ýylylyga iň köp täsir edýän böleklerinden biridir. Tionangyç kamerasynda deň däl ýanma ýüze çykanda, birinji basgançakly ýoluň ýyladyş ýüki uly bolýar, bu ýol görkezijisiniň zeperlenmeginiň esasy sebäbi. Hyzmat temperaturasy turbinaly pyçakdan takmynan 100 ℃ ýokary. Tapawut, statiki bölekleriň mehaniki ýüklere bagly däldigi. Adatça, çalt temperaturanyň üýtgemegi sebäpli ýylylyk stresine, ýoýulmalara, ýylylyk ýadawlygynyň ýarylmagyna we ýerli ýanmagyna sebäp bolmak aňsat. Gollanma garyndysynyň erginleri aşakdaky häsiýetlere eýe bolmalydyr: ýeterlik ýokary temperatura güýji, hemişelik süýşmek we ýylylyk ýadawlygy, ýokary okislenme garşylygy we ýylylyk poslama garşylygy, termiki stres we yrgyldy garşylygy, egilme deformasiýa ukyby, guýma prosesi gowy galyplaýyş we kebşirleme, we örtügi goramak öndürijiligi.
Häzirki wagtda ýokary zyňylýan / agram derejesi bolan iň ösen hereketlendirijiler içi boş pyçaklary ulanýarlar we ugrukdyryjy we ýeke-täk kristal nikel esasly superalloýlar saýlanýar. Throkary agramly hereketlendirijiniň ýokary temperaturasy 1650 ℃ - 1930 has bolýar we ýylylyk izolýasiýa örtügi bilen goralmalydyr. Sowuklama we örtükden goramak şertlerinde pyçak garyndysynyň hyzmat temperaturasy 1100 than-dan gowrak, bu geljekde gollanma pyçak materialynyň temperatura dykyzlygy bahasyna täze we has ýokary talaplary öňe sürýär.
b. Turbinaly pyçaklar üçin superloýlar
Turbinaly pyçaklar aero-hereketlendirijileriň esasy ýylylyk göteriji aýlanýan bölekleridir. Olaryň işleýiş temperaturasy gollanma pyçaklaryndan 50 ℃ - 100 ℃ pesdir. Olarda merkezden gaçyryş stresleri, yrgyldy stresleri, termiki stres, howa akymynyň ýuwulmagy we aýlananda beýleki täsirleri bar we iş şertleri erbet. Highokary zyňyş / agram gatnaşygy bolan hereketlendirijiniň gyzgyn ahyrky bölekleriniň hyzmat möhleti 2000-den gowrak. Şol sebäpden, turbinaly pyçak garyndysy ýokary temperatura we ýokary ýylylyk ýadawlygy, sowuk we yssy ýadawlyk, ýeterlik plastisit we täsir berkligi, kesiş duýgurlygy ýaly ýokary temperaturada ýarylma garşylygy we ýarylma güýjüne eýe bolmalydyr; Oxokary okislenme garşylygy we poslama garşylyk; Gowy ýylylyk geçirijiligi we çyzykly giňelmegiň pes koeffisiýenti; Kasting prosesiniň gowy ýerine ýetirilmegi; Uzak möhletli gurluş durnuklylygy, hyzmat temperaturasynda TCP fazaly ýagyş ýok. Ulanylan garyndy dört basgançakdan geçýär; Deformirlenen garyndy goşundylaryna GH4033, GH4143, GH4118 we ş.m. girýär; Döküm garyndysynyň ulanylyşyna K403, K417, K418, K405, ugrukdyrylan berkidilen altyn DZ4, DZ22, ýekeje kristal garyndy DD3, DD8, PW1484 we ş.m. girýär. Häzirki wagtda ol ýeke-täk kristal erginleriniň üçünji nesline ösdi. Hytaýyň ýeke kristal garyndysy DD3 we DD8 degişlilikde Hytaýyň turbinalarynda, turbofan hereketlendirijilerinde, dikuçarlarynda we gämi hereketlendirijilerinde ulanylýar.
3. Turbinaly disk üçin ýokary temperatura garyndysy
Turbinaly disk, turbinaly hereketlendirijiniň iň güýçli aýlanýan rulman bölegi. Dwigateliň tigir flanesiniň iş temperaturasy 8 we 10 agramy 650 ℃ we 750 reaches, tigir merkeziniň temperaturasy bolsa 300 about töweregi, uly temperatura tapawudy bilen. Adaty aýlanma wagtynda pyçagy ýokary tizlikde aýlamaga iterýär we iň ýokary merkezden gaçyryş güýji, termiki stres we yrgyldy stresini göterýär. Her başlangyç we duralga aýlaw, tigir merkezi. Bokurdak, çukur aşagy we aşaky bölekler dürli kompozit stresleri döredýär. Garyndynyň iň ýokary hasyllylygy, täsir berkligi we hyzmat temperaturasynda bir duýgurlyk bolmazlygy talap edilýär; Pes çyzykly giňelme koeffisiýenti; Käbir okislenme we poslama garşylyk; Gowy kesiş öndürijiligi.
4. Aerokosmos superalloy
Suwuk raketa hereketlendirijisindäki superalloý zyňylýan kameradaky ýangyç kamerasynyň ýangyç injektor paneli hökmünde ulanylýar; Turbinaly nasos tirsegi, flanes, grafit ruly berkidiji we ş.m. Suwuk raketa hereketlendirijisinde ýokary temperaturaly garyndy, zyňylýan kamerada ýangyç kamerasynyň injektor paneli hökmünde ulanylýar; Turbinaly nasos tirsegi, flanes, grafit ruly berkidiji we ş.m. GH4169 turbinaly rotoryň, miliň, ýeň ýeňiniň, berkidijiniň we beýleki möhüm rulman bölekleriniň materialy hökmünde ulanylýar.
Amerikan suwuk raketa hereketlendirijisiniň turbinaly rotor materiallaryna esasan kabul ediş turbasy, turbinaly pyçak we disk girýär. GH1131 garyndysy esasan Hytaýda ulanylýar we turbinaly pyçak iş temperaturasyna baglydyr. Inconel x, Alloy713c, Astroloy we Mar-M246 yzygiderli ulanylmaly; Tigir disk materiallaryna Inconel 718, Waspaloy we ş.m. girýär. GH4169 we GH4141 integral turbinalar esasan, hereketlendirijiniň şahasy üçin GH2038A ulanylýar.