ABSTRACT

NI-base superalloy vật liệu đúc cung cấp một số dưnợ của cường độ caonhiệt độ, chống mệt mỏi, chống oxy hóa và hiệu suất phủ và có thể được sản xuất để dung sai rất chặt chẽ trong các cấu hình cực kỳ phức tạp, chẳng hạnnhư trục và không thể thiếu bánh tuabin đúc ly tâm. Kết quả là, siêu hợp kim đúc được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi hầu hết aero và động cơ tuốc bin khí côngnghiệp. Sử dụng các tài liệu đang mở rộng để Microturbine, turbojet, turbo tăng áp và động cơ tên lửa ứng dụngnhỏ hơn do kết hợp độc đáonày của tính chất mong muốn. Bài viếtnày sẽ trình bày tổng quan về việc áp dụng đầu tư đúc Ni \\ siêu hợpnbase và khảnăng xử lý để động cơ turbine và tên lửanhỏ \\.n-

 

INTRODUCTION

Nickel

base superalloy vật liệu có ứng dụng rộng rãi trong phần tuabinnóng của động cơ aero và tuabin khí côngnghiệp. Theo truyền thống, phầnnóng tuabin khí bắt đầu phát triển hợp kim với yêu cầu động cơ mà không thể được đáp ứng bằng hợp kim hiện có, ví dụ,nhiệt độ cao, sức mạnh, hoặc yêu cầu độ bền. Đúc Ni \\ siêu hợpnbase cung cấp một sự kết hợp độc đáo của đặc điểm phù hợp với các yêu cầunày, cũng được áp dụng cho động cơ turbine và tên lửanhỏ.--The siêu hợp bao gồm mộtnhóm các hợp kim trên cơ sởniken, sắt hoặc coban, được sử dụng cấu trúc ởnhiệt độ hoạt động của 538 ° C (1000 ° F) hoặc cao hơn. Siêu hợp triển lãm đặc tínhnhiệt độ cao vượt trội và được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đếnnhiệt độnóngnhất và

hoặc căng thẳng caonhất trong tuabin khí, đáng chú ýnhất lưỡi tuabin (hoặc xô), cánh quạt (hoặc vòi phun), bánh xe không thể thiếu, đĩa và các thành phần buồng đốt. Ngoài việc duy trì cường độ cao ởnhiệt độ hoạt động tiếp cận 85% điểm tan chảy, các tài liệunày thể hiện tốtnóng ăn mòn và oxy hóa kháng cần thiết trong môi trường tuabin khí. Ngoài ra, siêu hợp kim có thể được tiết kiệm đúc thành các thành phần của các hình dạng phức tạp và

hoặc cấu hìnhnội bộ với kiểm soát vi thốngnhất.//

Superalloys đầu tiên được đưa vào động cơ tuabin khí quân sự trong Thế chiến II, và côngnghệ có tiên tiến đáng kể từ thời điểm đó. Khôngngừng gia tăng các vật liệu tiên tiến đã được giới thiệu với đúc quá trình phát triển và hợp kim được tối ưu hóa “hop

scotching”nhau để thúc đẩy khảnăng tài liệu tổng thể. Những tiến bộ bao gồm thông thường đúc, equiax (EQ) hợp kim, directionally củng cố (DS) và các thành phần diễn viên pha lê duynhất (SX). Bài viếtnày sẽ thảo luận về đặc điểm và ứng dụng của mỗi côngnghệ đúc, cùng với các ví dụ của các hợp kim và tài sản. PHÁT TRIỂN -

  ĐÚC TRÌNH   

Hình 1. đúc Côngnghệ Tiến  

The ứng dụng ban đầu của lưỡi tuabin cast superalloy và cánh quạt là diễn viên truyền thống , equiax (EQ) hợp kim. đúc Equiax được sử dụng trong phần lớn các ứng dụng bao gồm tĩnh và các bộ phận quay, bánh xe không thể thiếu và các thành phần cấu trúc. yêu cầu đặc biệt có thể leonhiệt độ cao và độ bền mỏi, độ dẻo và khảnăng hàn cho cả chế tạo và sửa chữa.

The giới thiệu của hướng kiên cố đúc sản xuất với hạt cây cột song song với sự chỉ đạo bốc căng thẳng cao của các bộ phận quay (Hình 1) [1]. Những đúcnhận ra lợinhuận đáng kể trong leo \\ sức mạnhnrupture và cuộc sống LCF do việc loại bỏ các ranh giới hạtngang với trục tải căng thẳng cao và giảm microporosity phát sinh từ việc kiên cố di chuyển chậm trước vốn có trong DS

-technology . DS hợp kim thường được quy định về luân chuyển các ứng dụng phần, chẳng hạnnhư lưỡi tuabin giai đoạn thứ 2 và thứ 3, wher 101; EQ hợp kim không cung cấp đầy đủ sức mạnh creep.&#

Một mở rộng hơnnữa của DS đúc côngnghệ là sự ra đời của quá trình tinh thể duynhất, tiên phong bởi Pratt

Whitney Máy bay [2] mà loại bỏ tất cả các ranh giới hạt và do đó,nhu cầu hạt ranh giới các yếu tố tăng cường, chẳng hạnnhư C, B, Hf và Zr. Từnhững yếu tốnày đang tan trầm cảm điểm, khảnăngnhiệt độ của hợp kim SX được cải thiện đáng kể. hợp kim tinh thể đơn được sử dụng trong sự căng thẳng cao đòi hỏinhất

ứng dụng động cơnhiệt độ caonhư lưỡi tuabin giai đoạn 1 và cánh quạt và các thành phần buồng đốt. Những lợi ích của SX đúc bao gồm cải thiện creeprupture, mệt mỏi, quá trình oxy hóa và các thuộc tính lớp phủ, dẫn đến hiệu suất động cơ tuabin vượt trội và độ bền [2

6]. Bên cạnh đó, hợp kim tinh thể đơn giữ lại một phần cuộc sống cao hơn phần vỡ dày của họnhư độ dày tường giảm (Hình 2) [7].&/-Figure 2. Vỡ mẫu cuộc sống so với độ dày cho thấy lợi ích của SX đúc trên DS

EQ

/

ADVANCED sUPERALLOY lIỆU

Advanced liệu superalloy đã được giới thiệu để đáp ứng vớinhu cầu củangành côngnghiệp đối với tài sản hợp kim được cải thiện. Equiax hợp kim CM 939 Weldable®, CM 247 LC® và CM 681 LC®, DS hợp kim CM 247 LC và CM 186 LC® và SX hợp kim CMSX4® là đại diện củanhững cải tiếnnày.

-

CM 939 Weldable® hợp kim

in 939 hợp kim (Bảng 1 [8]) được phát triển vào cuốinhữngnăm 1960 do Công ty Nickel quốc tế. cromnày 22% (Cr), hợp kim chống ăn mònnóng đãnhìn thấy ứng dụng rộng rãi trên thị trường tuabin khí côngnghiệp (IGT) cho cánh quạt equiaxed, phân đoạn và vòi đốt. Tuynhiên, trong 939 đúc rất khó để sửa chữa hàn do độ dẻo biên và liên quan đến hợp kim thiết kế hóa học.

Một là kết quả củanhững khó khăn, CannonMuskegon phát triển một phiên bản sửa đổi của TRÊN 939 hợp kim để cải thiện khảnăng hàn sửa chữa và tính chất cơ học, với sựnhấn mạnh về hợp kim dẻo. Một hóa mục tiêu tối ưu hóa được đưa ra với giảm đáng kể Al, Ti, Ta và Cb (và do đó, khối lượng thấp hơn phần gamma giai đoạnnguyên tố) so với trong tiêu chuẩn 939, tối ưu hóa B, Zr vànội dung C và đáng kể cải thiện hợp kim tinh khiết cho S, P, N, O và Si. thành phần độc quyềnnày đã được chỉ định CM 939 hợp kim để hàn.

-