Velocidades de corte para mecanizar aleaciones a alta temperatura
La superaleación deformada se refiere a una aleación que puede procesarse mediante deformación en caliente y en frío. El rango de temperatura de trabajo es de -253 ~ 1320 ℃. Tiene buenas propiedades mecánicas e indicadores completos de resistencia y tenacidad. y Alta resistencia a la oxidación y a la corrosión. Según su proceso de tratamiento térmico, se puede dividir en aleación reforzada con solución sólida y aleación reforzada con envejecimiento.
1. Aleación reforzada con solución sólida
El rango de temperatura de servicio es de 900 ~ 1300 ℃ y la temperatura máxima de antioxidación es de 1320 ℃. Por ejemplo, la aleación GH128 tiene una resistencia a la tracción a temperatura ambiente de 850 MPa y un límite elástico de 350 MPa. La resistencia a la tracción a 1000 ℃ es 140 MPa y el alargamiento es 85. La vida útil bajo 1000 ℃ y tensión de 30 MPa es de 200 horas y la tasa de alargamiento es de 40. Las aleaciones en solución sólida se utilizan comúnmente en la fabricación de cámaras de combustión y carcasas para motores de aviación y aeroespaciales.
2. Aleación reforzada por envejecimiento
La temperatura de funcionamiento es de -253 ~ 950 °C. Generalmente se utiliza para fabricar discos y palas de turbinas para motores de aviación y aeroespaciales. La aleación utilizada para fabricar discos de turbina tiene una temperatura de funcionamiento de -253 ~ 700 °C y se requiere que tenga buena resistencia a altas y bajas temperaturas y a la fatiga. Por ejemplo, el límite elástico máximo de la aleación GH4169 a 650 °C es 1000 MPa, la temperatura de la aleación de la hoja puede alcanzar los 950 °C, como la aleación GH220, la resistencia a la tracción a 950 °C es 490 MPa y la vida útil es de 490 MPa. 200 MPa a 940°C son más de 40 horas.
Las aleaciones deformadas a alta temperatura proporcionan principalmente piezas forjadas estructurales, tortas, anillos, varillas, placas, tubos, tiras y alambres para las industrias aeroespacial, de aviación, de energía nuclear y civil del petróleo.
En segundo lugar, aleación fundida de alta temperatura
La aleación fundida de alta temperatura se refiere a una aleación de alta temperatura que puede o solo puede usarse para fundir piezas formadas. Sus principales características son:
1. Tiene una gama más amplia de ingredientes. Debido a que no es necesario considerar la deformabilidad, el diseño de la aleación puede centrarse en optimizar su rendimiento. Por ejemplo, para las aleaciones de alta temperatura a base de níquel, el contenido de γ' se puede alcanzar a 60 o más ajustando la composición, de modo que la aleación aún pueda mantener excelentes propiedades a temperaturas tan altas como el punto de fusión de la aleación de 85.
2. Tiene un campo de aplicación más amplio. Debido a las ventajas especiales del método de fundición, las piezas fundidas de aleación de alta temperatura con forma casi neta o sin margen se pueden diseñar y fabricar con cualquier estructura y forma complejas de acuerdo con las necesidades de uso de las piezas.
Según la temperatura de servicio de las aleaciones de fundición, se pueden dividir en las siguientes tres categorías:
Categoría 1: Aleaciones de fundición equiaxiales de alta temperatura para -253 ~ 650 °C. Estas aleaciones tienen buenas propiedades integrales en un amplio rango de temperaturas, especialmente a bajas temperaturas, manteniendo la resistencia y la plasticidad. Por ejemplo, la aleación K4169, que se usa ampliamente en motores de aviación y aeroespaciales, tiene una resistencia a la tracción de 1000 MPa, un límite elástico de 850 MPa y una plasticidad a la tracción de 15 a 650 °C. La vida útil bajo estrés de 650 ℃ y 620 MPa es de 200 horas. Se ha utilizado para fabricar carcasas de difusores en motores de aviones y componentes estructurales complejos para diversas bombas en motores de aviones.
La segunda categoría: se utiliza para fundición equiaxial de aleaciones de alta temperatura a 650 ~ 950 °C. Estas aleaciones tienen altas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión en caliente a temperaturas elevadas. Por ejemplo, la aleación K419 tiene una resistencia a la tracción superior a 700 MPa y una plasticidad a la tracción superior a 6 a 950 °C. La resistencia máxima a 950 °C durante 200 horas es superior a 230 MPa. Esta aleación es adecuada para álabes de turbinas de motores de aviones, álabes guía y turbinas fundidas integralmente.
La tercera categoría: cristal columnar solidificado direccionalmente y superaleaciones de monocristal utilizadas a 950 ~ 1100 °C, que tienen excelentes propiedades integrales, resistencia a la oxidación y resistencia a la corrosión en caliente en este rango de temperatura. Por ejemplo, la aleación monocristalina DD402 tiene una vida útil de más de 100 horas a 1100°C y una tensión de 130MPa. Se trata del material para álabes de turbina más caliente utilizado en nuestro país y es adecuado para la fabricación de álabes de turbina de primera etapa de nuevos motores de alto rendimiento.
Con la mejora continua de la tecnología de fundición de precisión, constantemente surgen nuevos procesos especiales.
La tecnología de fundición de grano fino, la tecnología de solidificación direccional y la tecnología CA para estructuras complejas de paredes delgadas han mejorado enormemente el nivel de fundición de aleaciones de alta temperatura y han ampliado continuamente su alcance de aplicación.
Tres. Aleación de alta temperatura de pulvimetalurgia
Los productos en polvo de aleación de alta temperatura se fabrican mediante un proceso de producción de atomización de polvo de aleación de alta temperatura, prensado isostático en caliente o prensado isostático en caliente seguido de forjado. Al utilizar la tecnología de pulvimetalurgia, las partículas de polvo son pequeñas y la velocidad de enfriamiento es rápida, por lo que la composición es uniforme, no hay macrosegregación y los granos son pequeños, la trabajabilidad en caliente es buena, la tasa de utilización del metal es alta y el costo es Bajo, especialmente el límite elástico y el rendimiento de fatiga de la aleación mejoran enormemente.
Superaleación de pulvimetalurgia FGH95 con una resistencia a la tracción de 1500 MPa a 650 ℃, la vida útil bajo tensión de 1034 MPa es de más de 50 horas. Es una superaleación de pulvimetalurgia en forma de disco con el nivel de resistencia más alto a 650. ℃. Las aleaciones de alta temperatura de pulvimetalurgia pueden cumplir con los requisitos de aplicación de motores con altos niveles de tensión y son los materiales preferidos para componentes de alta temperatura, como discos de turbina, discos de compresor y deflectores de turbina en motores con altas relaciones empuje-peso.
Cuatro. Aleación reforzada con dispersión de óxido
Es una aleación especial de alta temperatura formada mediante un proceso de aleación mecánica (MA) único. La fase reforzada con dispersión de óxido ultrafina y ultraestable (menos de 50 nm) es uniforme. dispersos a altas temperaturas en la matriz de la aleación. La resistencia de su aleación aún se puede mantener en condiciones cercanas al punto de fusión de la propia aleación y tiene excelentes propiedades de fluencia a alta temperatura, excelente resistencia a la oxidación a alta temperatura y resistencia a la corrosión de carbono y azufre.
Actualmente se han comercializado tres tipos de aleaciones ODS:
La aleación MA956 se puede utilizar en atmósferas oxidantes de hasta 1350°C en términos de resistencia a la oxidación y resistencia al carbono. de aleaciones de alta temperatura y el rendimiento contra la corrosión por azufre ocupan el primer lugar. Puede utilizarse para revestir la cámara de combustión de motores de aviones.
La aleación MA754 se puede utilizar a temperaturas de hasta 1250 °C en una atmósfera oxidante, mantiene una resistencia muy alta a altas temperaturas y es resistente a la corrosión del vidrio alcalino. Actualmente se utiliza para fabricar anillos laberínticos y palas guía para guías de motores de aviones.
La resistencia a la tracción de la aleación MA6000 es de 222 MPa y el límite elástico es de 192 MPa a 165438 ℃. 1100 ℃, 1000 horas, resistencia duradera 127 MPa, ocupa el primer lugar entre las aleaciones de alta temperatura y se puede utilizar en palas de motores aeroespaciales.
5. Materiales compuestos intermetálicos de alta temperatura
Los materiales compuestos intermetálicos de alta temperatura son un tipo de materiales ligeros de alta temperatura con importantes perspectivas de aplicación. En los últimos diez años, la investigación básica, el diseño de aleaciones, el desarrollo de procesos y la investigación de aplicaciones de compuestos intermetálicos han madurado, especialmente en la tecnología de preparación y procesamiento, endurecimiento y refuerzo, propiedades mecánicas y aplicaciones de Ti-Al, Ni-Al y Fe. -Todos los sistemas. Investigación aplicada.
La aleación a base de Ti3Al (TAC-1), la aleación a base de TiAl (TAC-2) y la aleación a base de Ti2AlNb tienen baja densidad (3,8 ~ 5,8 g/cm3), alta resistencia a altas temperaturas, alta dureza, resistencia a la oxidación y excelente resistencia a la fluencia y otras ventajas pueden reducir el peso de las piezas estructurales entre un 35 y un 50%. La aleación MX-246 a base de Ni3Al tiene buena resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste y resistencia a la cavitación, lo que muestra buenas perspectivas de aplicación. La aleación a base de Fe3Al tiene buena resistencia a la oxidación y al desgaste, alta resistencia a temperatura media (por debajo de 600 °C) y bajo costo. Es un material nuevo que puede reemplazar parcialmente al acero inoxidable.