उच्च तापमान मिश्रधातु कौन सा पदार्थ है? उच्च तापमान मिश्र धातु सामग्री में मुख्य रूप से क्या शामिल है?
उच्च तापमान मिश्र धातु एक प्रकार का मिश्र धातु है जिसका उपयोग उच्च तापमान, गंभीर यांत्रिक तनाव और ऑक्सीकरण और संक्षारण वातावरण में किया जाता है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, उच्च तापमान मिश्र धातुओं ने धीरे-धीरे छह अपेक्षाकृत पूर्ण भागों का निर्माण किया है।
1. विकृत उच्च तापमान मिश्र धातु
विकृत उच्च तापमान मिश्र धातु एक प्रकार के मिश्र धातु को संदर्भित करता है जिसे गर्म और ठंडे विरूपण द्वारा संसाधित किया जा सकता है, इसकी ऑपरेटिंग तापमान सीमा -253 ~ 1320 डिग्री होती है, इसमें अच्छे यांत्रिक गुण, व्यापक ताकत और क्रूरता संकेतक होते हैं, और उच्च होता है एंटी-ऑक्सीडेशन और एंटी-जंग गुण। इसकी ताप उपचार प्रक्रिया के अनुसार, इसे ठोस घोल से मजबूत मिश्र धातु और उम्र से मजबूत मिश्र धातु में विभाजित किया जा सकता है।
1. ठोस घोल मजबूत मिश्र धातु
ऑपरेटिंग तापमान रेंज 900 ~ 1300 डिग्री है, और अधिकतम एंटी-ऑक्सीडेशन तापमान 1320 डिग्री तक पहुंच जाता है। उदाहरण के लिए, GH128 मिश्र धातु की तन्य शक्ति 850MPa और कमरे के तापमान पर उपज शक्ति 350MPa है; 140 एमपीए की तन्य शक्ति और 1000 डिग्री पर 85% का बढ़ाव; 200 घंटे का टिकाऊ जीवन और 1000 डिग्री और 30 एमपीए तनाव पर 40% का विस्तार। ठोस समाधान मिश्र धातुओं का उपयोग आम तौर पर विमानन और एयरोस्पेस इंजन दहन कक्ष, आवरण और अन्य घटकों को बनाने के लिए किया जाता है।
2. उम्र बढ़ने-मजबूत मिश्र धातु
ऑपरेटिंग तापमान -253~950 डिग्री है, और इसका उपयोग आम तौर पर विमानन और एयरोस्पेस इंजनों के लिए टरबाइन डिस्क और ब्लेड जैसे संरचनात्मक भागों को बनाने के लिए किया जाता है। टरबाइन डिस्क बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली मिश्र धातु का कार्य तापमान -253 ~ 700 डिग्री होता है और इसमें अच्छी उच्च और निम्न तापमान शक्ति और थकान प्रतिरोध होना आवश्यक है। उदाहरण के लिए: GH4169 मिश्र धातु की अधिकतम उपज शक्ति 650 डिग्री पर 1000MPa है; ब्लेड बनाने के लिए मिश्र धातु का तापमान 950 डिग्री तक पहुंच सकता है। उदाहरण के लिए: GH220 मिश्र धातु में 950 डिग्री पर 490MPa की तन्य शक्ति है और 940 डिग्री और 200MPa पर 40 घंटे से अधिक का टिकाऊ जीवन है।
विकृत सुपरअलॉय मुख्य रूप से एयरोस्पेस, विमानन, परमाणु ऊर्जा और पेट्रोलियम नागरिक उद्योगों के लिए संरचनात्मक फोर्जिंग, केक, रिंग, बार, प्लेट, पाइप, स्ट्रिप्स और तार प्रदान करते हैं।
2. उच्च तापमान मिश्र धातुओं की ढलाई
कास्ट उच्च-तापमान मिश्र धातु एक प्रकार के उच्च-तापमान मिश्र धातु को संदर्भित करती है जो केवल कास्टिंग विधियों द्वारा बनाई जा सकती है या बनाई जा सकती है। इसकी मुख्य विशेषताएं हैं:
1. इसमें व्यापक रचना रेंज है। चूँकि इसके विरूपण प्रसंस्करण प्रदर्शन पर विचार करने की कोई आवश्यकता नहीं है, मिश्र धातु का डिज़ाइन इसके प्रदर्शन को अनुकूलित करने पर ध्यान केंद्रित कर सकता है। उदाहरण के लिए, निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं के लिए, संरचना को समायोजित किया जा सकता है ताकि 'सामग्री 60% या उससे अधिक तक पहुंच जाए, ताकि मिश्र धातु अभी भी मिश्र धातु के पिघलने बिंदु के 85% तक तापमान पर उत्कृष्ट गुण बनाए रख सके। .
2. इसका अनुप्रयोग क्षेत्र व्यापक है। कास्टिंग विधि के विशेष लाभों के कारण, लगभग शुद्ध आकार या बिना मार्जिन वाले उच्च तापमान वाले मिश्र धातु कास्टिंग को भागों की उपयोग आवश्यकताओं के अनुसार किसी भी जटिल संरचना और आकार के साथ डिजाइन और निर्मित किया जा सकता है।
कास्टिंग मिश्र धातुओं के सेवा तापमान के अनुसार, उन्हें निम्नलिखित तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
श्रेणी 1: इक्विएक्सड क्रिस्टल कास्ट उच्च तापमान मिश्र धातु का उपयोग -253~650 डिग्री पर किया जाता है। इस प्रकार के मिश्र धातु में तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला में अच्छे व्यापक गुण होते हैं, विशेष रूप से कम तापमान पर, जहां ताकत और लचीलापन दोनों बिना किसी गिरावट के बनाए रखा जाता है। उदाहरण के लिए, K4169 मिश्र धातु, जिसका उपयोग विमानन और एयरोस्पेस इंजनों में बड़ी मात्रा में किया जाता है, में 650 डिग्री पर 1000MPa की तन्य शक्ति, 850MPa की उपज शक्ति और 15% की तन्य प्लास्टिसिटी होती है; 620 एमपीए तनाव के तहत 650 डिग्री पर सहनशक्ति जीवन 200 घंटे है। इसका उपयोग एयरोस्पेस इंजनों में डिफ्यूज़र केसिंग और एयरोस्पेस इंजनों में विभिन्न पंपों के लिए जटिल संरचनात्मक भागों को बनाने के लिए किया गया है।
श्रेणी 2: 650 से 950 डिग्री पर उपयोग किए जाने वाले इक्विएक्सड क्रिस्टल कास्ट उच्च तापमान मिश्र धातु। इस प्रकार के मिश्र धातु में उच्च यांत्रिक गुण और उच्च तापमान पर गर्म संक्षारण प्रतिरोध होता है। उदाहरण के लिए, K419 मिश्र धातु की तन्यता ताकत 700MPa से अधिक है और तन्यता प्लास्टिसिटी 950 डिग्री पर 6% से अधिक है; 950 डिग्री पर, 200 घंटों के लिए अंतिम शक्ति सीमा 230MPa से अधिक है। इस प्रकार का मिश्र धातु विमान इंजन टरबाइन ब्लेड, गाइड वेन और इंटीग्रेटेड कास्ट टर्बाइन के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त है।
श्रेणी III: दिशात्मक रूप से ठोस स्तंभ क्रिस्टल और एकल क्रिस्टल उच्च तापमान मिश्र धातु का उपयोग 950-1100 डिग्री पर किया जाता है। इस प्रकार के मिश्र धातु में इस तापमान सीमा में उत्कृष्ट व्यापक गुण और एंटी-ऑक्सीडेशन और एंटी-गर्म संक्षारण गुण होते हैं। उदाहरण के लिए, DD402 सिंगल क्रिस्टल मिश्र धातु का 1100 डिग्री और 130MPa के तनाव के तहत 100 घंटे से अधिक का टिकाऊ जीवन है। यह चीन में उपयोग की जाने वाली सबसे गर्म टरबाइन ब्लेड सामग्री है और नए उच्च-प्रदर्शन इंजनों के लिए प्रथम-चरण टरबाइन ब्लेड बनाने के लिए उपयुक्त है।
सटीक कास्टिंग तकनीक के निरंतर सुधार के साथ, नई विशेष प्रक्रियाएं भी लगातार उभर रही हैं। जटिल पतली दीवार वाले संरचनात्मक भागों के लिए बारीक अनाज कास्टिंग तकनीक, दिशात्मक ठोसीकरण तकनीक और सीए तकनीक ने उच्च तापमान वाले मिश्र धातुओं के कास्टिंग के स्तर में काफी सुधार किया है और उनके आवेदन का दायरा लगातार बढ़ रहा है।
3. पाउडर धातुकर्म उच्च तापमान मिश्र धातु
उच्च तापमान मिश्र धातु पाउडर उत्पादों का निर्माण परमाणु उच्च तापमान मिश्र धातु पाउडर, गर्म आइसोस्टैटिक दबाव या गर्म आइसोस्टैटिक दबाव और फिर फोर्जिंग का उपयोग करके किया जाता है। पाउडर धातु विज्ञान प्रक्रिया का उपयोग करते हुए, छोटे पाउडर कणों और तेज़ शीतलन गति के कारण, संरचना एक समान होती है, कोई मैक्रोसेग्रेगेशन नहीं होता है, और अनाज छोटे होते हैं, गर्म प्रसंस्करण प्रदर्शन अच्छा होता है, धातु उपयोग दर अधिक होती है, और लागत कम होती है , विशेष रूप से मिश्र धातु की उपज शक्ति और थकान गुणों में सुधार होता है। बड़ा सुधार.
FGH95 पाउडर धातु विज्ञान सुपरअलॉय में 650 डिग्री पर 1500MPa की तन्य शक्ति और 1034MPa के तनाव के तहत 50 घंटे से अधिक का टिकाऊ जीवन है। यह वर्तमान में 650 डिग्री कामकाजी परिस्थितियों में उच्चतम शक्ति वाली प्लेट पाउडर धातुकर्म सुपरअलॉय है। पाउडर धातु विज्ञान उच्च तापमान मिश्र धातु उच्च तनाव स्तर वाले इंजनों की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं और उच्च थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात वाले इंजनों में टरबाइन डिस्क, कंप्रेसर डिस्क और टरबाइन बैफल्स जैसे उच्च तापमान घटकों के लिए पसंद की सामग्री हैं।
4. ऑक्साइड फैलाव सुदृढ़ीकरण (ओडीएस) मिश्र धातु
यह एक विशेष उच्च तापमान मिश्र धातु है जो एक अद्वितीय यांत्रिक मिश्र धातु (एमए) प्रक्रिया का उपयोग करके बनाई जाती है। उच्च तापमान पर अल्ट्रा-स्थिर ऑक्साइड फैलाव मजबूत करने वाले चरणों के साथ अल्ट्रा-फाइन (50 एनएम से कम) ऑक्साइड फैलाव मजबूत करने वाले चरण मिश्र धातु मैट्रिक्स में समान रूप से बिखरे हुए हैं। इसकी मिश्र धातु की ताकत अभी भी मिश्र धातु के पिघलने बिंदु के करीब की स्थितियों में बनाए रखी जा सकती है, और इसमें उत्कृष्ट उच्च तापमान रेंगने वाले गुण, बेहतर उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध, कार्बन और सल्फर संक्षारण प्रतिरोध है।
वर्तमान में तीन मुख्य प्रकार के ओडीएस मिश्र धातु हैं जिनका व्यावसायिक रूप से उत्पादन किया गया है:
MA956 मिश्र धातु का उपयोग ऑक्सीकरण वाले वातावरण में 1350 डिग्री तक के तापमान पर किया जा सकता है, जो ऑक्सीकरण, कार्बन और सल्फर संक्षारण के प्रतिरोध के मामले में उच्च तापमान वाले मिश्र धातुओं में पहले स्थान पर है। इसका उपयोग विमान के इंजन के दहन कक्ष को अस्तर करने के लिए किया जा सकता है।
MA754 मिश्र धातु का उपयोग ऑक्सीकरण वाले वातावरण में 1250 डिग्री तक के तापमान पर किया जा सकता है और यह बहुत उच्च तापमान की ताकत और मध्यम-क्षार ग्लास जंग के प्रतिरोध को बनाए रखता है। अब इसका उपयोग एयरो-इंजन गाइड गियर रिंग और गाइड ब्लेड बनाने के लिए किया जाता है।
MA6000 मिश्र धातु में 222MPa की तन्य शक्ति और 1100 डिग्री पर 192MPa की उपज शक्ति है; 1100 डिग्री पर {{4}घंटे की सहनशक्ति शक्ति 127MPa है, जो उच्च तापमान वाले मिश्र धातुओं में पहले स्थान पर है और इसका उपयोग एयरोस्पेस इंजन ब्लेड में किया जा सकता है।
5. इंटरमेटेलिक यौगिक उच्च तापमान सामग्री
इंटरमेटैलिक उच्च-तापमान सामग्री एक प्रकार की प्रकाश-विशिष्ट उच्च-तापमान सामग्री है जिसमें महत्वपूर्ण अनुप्रयोग संभावनाएं हैं जिन पर हाल ही में शोध और विकास किया गया है। दस वर्षों से अधिक समय से, इंटरमेटेलिक यौगिकों, मिश्र धातु डिजाइन, प्रक्रिया विकास और अनुप्रयोग अनुसंधान पर बुनियादी अनुसंधान परिपक्व हो गया है, विशेष रूप से तैयारी और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी, टीआई-अल, नी-अल और फ़े-अल श्रृंखला सामग्रियों की मजबूती और मजबूती में। , यांत्रिक गुणों और अनुप्रयोग अनुसंधान ने उल्लेखनीय उपलब्धियां हासिल की हैं।
Ti3Al-आधारित मिश्र धातु (TAC-1), TiAl-आधारित मिश्रधातु (TAC-2) और Ti2AlNb-आधारित मिश्र धातु में कम घनत्व (3.8~5.8g/cm3), उच्च तापमान और उच्च शक्ति, उच्च इस्पातता होती है। और उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध और रेंगना प्रतिरोध। लाभ: यह संरचनात्मक भागों के वजन को 35 से 50% तक कम कर सकता है। Ni3Al-आधारित मिश्र धातु, MX-246 में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध, घिसाव प्रतिरोध और गुहिकायन प्रतिरोध है, जो उत्कृष्ट अनुप्रयोग संभावनाएं दर्शाता है। Fe3Al-आधारित मिश्र धातु में अच्छा ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध, मध्यम तापमान (600 डिग्री से कम) पर उच्च शक्ति और कम लागत होती है। यह एक नई सामग्री है जो आंशिक रूप से स्टेनलेस स्टील की जगह ले सकती है।
