निकल-आधारित सुपरअलॉय सामग्रियों की अनुसंधान प्रगति
पिछली आधी सदी में, चीन ने बिजली, परिवहन, विमानन, एयरोस्पेस और अन्य उद्योगों की बढ़ती जरूरतों को पूरा करने के लिए कई निकल-आधारित सुपरअलॉय सिस्टम विकसित और बनाए हैं। विशेष रूप से, निकल-आधारित सुपरअलॉय के विकास ने चीन के एयरोस्पेस इंजनों के प्रदर्शन में काफी सुधार किया है। सुधार में महत्वपूर्ण योगदान दिया। यह पेपर संक्षेप में निकल-आधारित सुपरअलॉय के विकास के इतिहास का परिचय देता है, हाल के वर्षों में निकल-आधारित सुपरअलॉय की अनुसंधान प्रगति की समीक्षा करता है, और निकल-आधारित सुपरअलॉय के अनुप्रयोग और विकास के रुझानों पर चर्चा करता है।
परिचय
आधुनिक गैस टरबाइन इंजनों में 50% से अधिक सामग्री उच्च तापमान मिश्र धातुओं का उपयोग करती है, जिनमें से निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं की मात्रा इंजन सामग्रियों का लगभग 40% है। निकल-आधारित मिश्र धातुओं में मध्यम और उच्च तापमान पर उत्कृष्ट व्यापक गुण होते हैं। वे लंबे समय तक उच्च तापमान पर काम करने के लिए उपयुक्त हैं और संक्षारण और घर्षण का विरोध कर सकते हैं। वे सबसे जटिल हैं और उच्च तापमान वाले भागों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और सभी सुपरअलॉय के बीच उनमें कई धातुकर्म गुण होते हैं। श्रमिकों के लिए सबसे अधिक रुचि मिश्रधातुएँ हैं। निकल-आधारित उच्च-तापमान मिश्र धातुओं का उपयोग मुख्य रूप से एयरोस्पेस क्षेत्र में 950 ~ 1050 डिग्री पर काम करने वाले संरचनात्मक घटकों में किया जाता है, जैसे एयरोइंजन काम करने वाले ब्लेड, टरबाइन डिस्क, दहन कक्ष इत्यादि। इसलिए, निकल-आधारित सुपरअलॉय का अध्ययन बहुत अच्छा है मेरे देश के एयरोस्पेस उद्योग के विकास के लिए महत्व।
1 अवलोकन
निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु उच्च तापमान मिश्र धातु हैं जो मैट्रिक्स के रूप में निकल का उपयोग करते हैं (आम तौर पर 50% से अधिक सामग्री) और 650 से 1000 डिग्री की सीमा में ऑक्सीकरण और गैस संक्षारण के लिए उच्च शक्ति और अच्छा प्रतिरोध होता है। इसे Cr20Ni80 मिश्र धातु के आधार पर विकसित किया गया है। 1000 डिग्री के आसपास उच्च तापमान तापीय शक्ति (उच्च तापमान शक्ति, रेंगना प्रतिरोध, उच्च तापमान थकान शक्ति) और गैस मीडिया में एंटी-ऑक्सीडेशन और एंटी-जंग की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, बड़ी संख्या में सुदृढीकरण जोड़े गए हैं . इसके बेहतर उच्च तापमान प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए W, Mo, Ti, Al, Nb, Co इत्यादि जैसे तत्व। ठोस समाधान को मजबूत करने के अलावा, सुपरअलॉय अल, टीआई, आदि और नी द्वारा निर्मित इंटरमेटेलिक यौगिक चरण (Ni3Al या Ni3Ti, आदि) की वर्षा को मजबूत करने पर भी निर्भर करते हैं, जो कुछ ठीक स्थिर MC, M23C6 के इंट्राग्रेनुलर फैलाव को मजबूत करता है। कार्बाइड, और बी, जेडआर, रे, आदि अनाज की सीमाओं को शुद्ध करने और मजबूत करने में भूमिका निभाते हैं। सीआर जोड़ने का उद्देश्य उच्च तापमान मिश्र धातुओं के एंटी-ऑक्सीकरण और उच्च तापमान संक्षारण प्रतिरोध को और बेहतर बनाना है। निकेल-आधारित सुपरअलॉय में अच्छे व्यापक गुण होते हैं और एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, संचार और इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग क्षेत्रों में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। निकल-आधारित मिश्र धातुओं के संभावित गुणों की खोज के साथ, शोधकर्ताओं ने उनके प्रदर्शन के लिए उच्च आवश्यकताओं को सामने रखा है। घरेलू और विदेशी विद्वानों ने निकल-आधारित मिश्र धातुओं के लिए नई प्रसंस्करण तकनीकें विकसित की हैं, जैसे इज़ोटेर्मल फोर्जिंग, एक्सट्रूज़न विरूपण, क्लैडिंग विरूपण, आदि।
2. निकल-आधारित सुपरअलॉय का विकास इतिहास
निकेल-आधारित सुपरअलॉय सुपरअलॉय के पूरे क्षेत्र में विशेष रूप से महत्वपूर्ण स्थान रखते हैं। इसका विकास और उपयोग 1930 के दशक के अंत में शुरू हुआ, और इस पृष्ठभूमि के खिलाफ विकसित किया गया था कि जेट विमान के उद्भव ने सुपरअलॉय के प्रदर्शन पर उच्च आवश्यकताओं को रखा था। . यूनाइटेड किंगडम ने सबसे पहले 1941 में निकल-आधारित मिश्र धातु निमोनिक75 (Ni-20Cr-0.4Ti) का उत्पादन किया था। रेंगने की शक्ति में सुधार करने के लिए, निमोनिक80 (Ni{{9}) को विकसित करने के लिए एल्यूमीनियम जोड़ा गया था। }Cr-2.5Ti-1.3Al). दशक के मध्य में संयुक्त राज्य अमेरिका, 1940 के दशक के अंत में सोवियत संघ और मध्य दशक में चीन ने भी निकल-आधारित सुपरअलॉय विकसित किया।
निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं के विकास में दो पहलू शामिल हैं: मिश्र धातु संरचना में सुधार और उत्पादन प्रक्रियाओं का नवाचार। 1950 के दशक की शुरुआत में, वैक्यूम स्मेल्टिंग तकनीक के विकास ने उच्च एल्यूमीनियम और टाइटेनियम युक्त निकल-आधारित मिश्र धातुओं को परिष्कृत करने के लिए स्थितियां बनाईं; 1950 के दशक के अंत में, अच्छी उच्च तापमान शक्ति के साथ कास्टिंग मिश्र धातुओं की एक श्रृंखला विकसित करने के लिए निवेश परिशुद्धता कास्टिंग तकनीक का उपयोग किया गया था; 1960 के दशक के मध्यावधि में, बेहतर प्रदर्शन के साथ दिशात्मक क्रिस्टलीकरण और एकल क्रिस्टल सुपरअलॉय और पाउडर धातुकर्म सुपरअलॉय विकसित किए गए; जहाजों और औद्योगिक गैस टर्बाइनों की जरूरतों को पूरा करने के लिए, 1960 के दशक से बेहतर गर्म संक्षारण प्रतिरोध और स्थिर संरचना के साथ कई उच्च-क्रोमियम निकल-आधारित मिश्र धातु विकसित किए गए थे। मिश्रधातु. 1940 के दशक की शुरुआत से लेकर 1970 के दशक के अंत तक लगभग 40 वर्षों में, निकल-आधारित मिश्र धातुओं का ऑपरेटिंग तापमान 700 डिग्री से बढ़कर 1100 डिग्री हो गया, जिसमें प्रति वर्ष लगभग 10 डिग्री की औसत वृद्धि हुई।
