ABSTRACT

NI-base szuperötvözet leadott anyagoknyújtanak fennálló magas hőmérsékletű szilárdság, fáradtság ellenállás, oxidációs ellenállás és az bevonat teljesítményét, és lehet előállítani, hogynagyon szoros tűrések rendkívül összetett konfigurációk, mint például a tengelyirányú és centrifugális szerves öntött turbina kerekeket. Ennek eredményeként a leadott szuperötvöze használják a legigényesebb alkalmazások aero és ipari gázturbina motorok. Ezeknek az anyagoknak bővül a kisebb mikroturbinát, sugárhajtóműves, turbófeltöltővel és rakéta motor alkalmazások miatt ezt az egyedülálló kombinációja kívánatos tulajdonságok. Ez a tanulmány áttekintést adni a kérelmet a beruházás leadott Ni-base szuperötvöze és a folyamat képessége kisebb turbina és rakéta motorok.

 

INTRODUCTION

Nickel-base szuperötvözet anyagok széles körű alkalmazása a forró turbina részén aero és ipari gázturbina motorok. Hagyományosan, forró pont gázturbina ötvözet fejlődés kezdődik motorral követelményeknek, hogynem lehet teljesíteni a meglévő ötvözetek, például magasabb hőmérsékleten, szilárdság, vagy a tartóssági követelményeknek. Szereplők Ni-base szuperötvöze hogy egy egyedülálló kombinációja jellemzőit alkalmas ezeknek a követelményeknek, amelyek szintén alkalmazható kisebb turbina és rakéta motorok.

A szuperötvözetek körébe tartozik egy csoport ötvözetek,nikkel alapú, vas vagy kobalt, amelyek hasznosítják szerkezetileg az üzemi hőmérsékleten a 538 ° C (1000 ° F) vagy magasabb. A szuperötvözetek mutatnak kiváló emelt hőmérsékleten tulajdonságait és olyan alkalmazásoknál használjuk bevonásával a legmelegebb hőmérséklet és \\, sem a legmagasabb feszültségek a gázturbina, leginkább turbinalapátok (vagy vödrök), lapátok (vagy fúvókák), szerves kerekek, lemezek és égéstér komponenseket. Amellett, hogy fenntartásanagy szilárdságú működő hőmérséklet megközelíti a 85%, olvadáspont, ezek az anyagok mutatnak jó meleg korrózióval és oxidációval szembeni ellenállás szükséges a gázturbina környezetet. Továbbá, szuperötvöze lehet gazdaságosan vettetik komponensek komplex formák és \\ sem belső felépítése ellenőrzött egyenletes mikrostruktúra.//

Superalloys vezették be először a katonai gázturbinás hajtóművek a második világháború alatt, és a technológia fejlett drámaian azóta. Folyamatos inkrementális anyagok előrelépések bevezetésre öntési eljárással fejlesztések és az optimalizált ötvözetek „hopscotching” egy másik, hogy elősegítse a teljes anyag képesség. Ezek a fejlesztések között hagyományosan öntött, equiax (EQ) ötvözetek, irányítottan megszilárdul (DS) és egykristály (SX) öntött alkatrészek. Ez a tanulmány tárgyalja a jellemzői és alkalmazása az egyes öntési technológiával, valamint példákat ötvözetek és tulajdonságai. -

   öntési folyamat fejlesztés  

1. ábra öntési technológiával Progression  

A első kérelmek öntött szuperötvözet turbina lapátokat voltak a hagyományos öntött , equiax (EQ) ötvözetek. Equiax öntvények használják az alkalmazások többsége, beleértve a statikus és forgó alkatrészek, integrált kerekek és szerkezeti elemek. Az ingatlan a követelmények közé tartozik a magas hőmérsékletű kúszás és a fáradtság erőt, alakíthatóság és hegeszthetőség mind a gyártás és javítás.

A bevezetése irányított kristályosítás előállított öntvények oszlopos szemek párhuzamos a magas stressz-terhelés irányában forgó alkatrészek (1. ábra) [1]. Ezek öntvények realizált jelentősnyereséget kúszás

rupture erőt és LCF élet megszűnése miatt szemcsehatárok keresztirányú a magas stressz-terhelés tengelyek és csökkentett mikroporozitása eredő lassú megszilárdulása előtt járó DS- technology . DS ötvözeteket jellemzően meghatározott forgó részét alkalmazásokhoz, mint például a 2. és a 3. szakaszban turbinalapátok, ameny101; EQ ötvözeteknem biztosít megfelelő kúszósziiárdsága.&#

A további kiterjesztése DS öntési technológiával bevezetése volt egykristály folyamatok által meghonosított Pratt

Whitney repülők [2], ami megszüntette az összes szemcsehatárokon és ennek következtében, hogy szükség van a szemcsehatár megerősítésére elemek, mint például a C, B, Hf és Zr. Mivel ezek az elemek olvadáspont depresszánsok, a hőmérséklet képessége SX ötvözetek jelentősen javult. Egykristály ötvözeteket használják a legigényesebb magas stresszmagas hőmérsékletű alkalmazások, mint például a motor 1. szakasz turbina lapátokat és égető alkatrészeket. Az előnyök a SX öntvények közé javított creeprupture, fáradtság, oxidáció és bevonási tulajdonságokat, ami kiváló gázturbinás motor teljesítményét és a tartósság [2&6]. Ezen túlmenően, egykristály ötvözetek megtartjáknagyobb töredéke az vastag rész törésélet például falvastagság csökken (2. ábra) [7]./-

Figure 2. törésélet vs. próbatest vastagság mutatja javára SX öntvények felett DSEQ/

A speciális szuperötvözet aNYAGOK

A speciális szuperötvözet anyagok kerültek bevezetésre, hogy válaszoljon az ipar igényeinek jobb az ötvözet tulajdonságait. Equiax ötvözetek CM 939 Weldable®, CM 247 LC® és CM 681 LC®, DS ötvözetek CM 247 LC és CM 186 LC® és SX ötvözet CMSX

4® reprezentatívak ezek a fejlesztések.-

CM 939 Weldable® Alloy

in 939 ötvözetet (1. táblázat [8]) alakult a késő 1960-as években az International Nickel Company. Ez a 22% króm (Cr), forró korrózióálló ötvözetből látott széles alkalmazási az ipari gázturbina (IGT) piacán globulitos lapátok, szegmensek és égőfejfúvóka. Azonban a 939 öntvénynehezen javító hegesztés miatt marginális alakíthatóság és a kapcsolódó ötvözet kémiai design.

A eredményeként ezek anehézségek, Cannon

Muskegon kifejlesztett egy módosított változata 939 ötvözet javított javítási hegeszthetőség, valamint a mechanikai tulajdonságok, a hangsúlyt a ötvözet alakíthatóságát. Egy optimalizált cél a kémia dolgozta ki jelentősen csökkentett Al, Ti, Ta és Cb (és ennek következtében kisebb térfogatú frakciót gamma prím fázis), mint a standard IN 939, optimalizált B, Zr és C tartalma drámaian javult ötvözet tisztaság az S, P, N, O és Si. Ez a saját kompozíciót kijelölt CM 939 hegeszthető ötvözet.-