Introduksjon og anvendelse av legeringer med høy temperatur
Legeringer med høy temperatur, også kjent som superlegeringer, er en klasse metallmaterialer som kan opprettholde deres styrke og korrosjonsmotstand i miljøer med høy temperatur.
Introduksjon og anvendelse av legeringer med høy temperatur
Legeringer med høy temperatur er jernbaserte, nikkelbaserte og koboltbaserte legeringer som vanligvis brukes ved temperaturer over 540 grader. Disse legeringene er mye brukt i forskjellige industrielle felt på grunn av deres utmerkede egenskaper ved høye temperaturer, for eksempel krypresistens, oksidasjonsmotstand og korrosjonsmotstand.
Metallurgiske prinsipper for legeringer av høy temperatur
Legeringer med høy temperatur har vanligvis en ansiktssentrert kubikk (FCC) krystallstruktur. Jern og kobolt er ikke FCC -strukturer ved romtemperatur, men de vil transformere seg til FCC -strukturer etter høye temperaturer eller legering. Nikkel opprettholder FCC -struktur ved alle temperaturer. Egenskapene til høye temperaturlegeringer bestemmes ikke bare av deres kjemiske sammensetning, men også påvirket av varmebehandling, smiing og støpingsprosesser.
Kjennetegn og egenskaper ved legeringer av høy temperatur
Vanlige stål- og titanlegeringer er ikke sterke nok ved temperaturer over 540 grader og kan bli skadet av korrosjon.
Hvis styrke må opprettholdes ved høyere temperaturer (smeltepunkt for de fleste legeringer er omtrent 1371-1204 grad), er nikkelbaserte superlegeringer vanligvis valgt.
Nikkelbaserte superlegeringer kan brukes i forhold mellom høyere temperatur enn kommersielle materialer.
Koboltbaserte superlegeringer kan brukes som erstatning for nikkelbaserte superlegeringer, avhengig av den nødvendige styrken og korrosjonstypen.
Ved lavere temperaturer har jern-nikkelbaserte superlegeringer et bredere spekter av bruksområder enn nikkelbaserte og koboltbaserte superlegeringer.
Styrken til superlegeringer avhenger ikke bare av kjemisk sammensetning, men også av varmebehandling, smiing, støpingsprosesser, spesielt prosessen etter varmebehandling, smiing eller støping.
Jern-nikkelbaserte superlegeringer er billigere enn nikkelbaserte og koboltbaserte superlegeringer.
For å forbedre korrosjonsresistens ved høye temperaturer inneholder de fleste behandlede superlegeringer en viss mengde krom.
Superlegeringer har høy oksidasjonsresistens, men i noen tilfeller er korrosjonsresistens utilstrekkelig. For eksempel, ved flymotorturbintemperaturer over 760 grader, krever superlegeringer belegg.
Superlegeringsbeleggsteknologi er en viktig del av dens anvendelse og utvikling. Upålerte superlegeringer er ineffektive for langvarig bruk ved høye temperaturer.
I superlegeringer, spesielt nikkelbaserte superlegeringer, blir en rekke elementer lagt til, med noen legeringer som inneholder opptil 14 eller flere kontrollerte elementer.
Elementene som brukes i superlegeringer, som nikkel, kobolt, krom, wolfram, molybden, rhenium og hafnium, er generelt dyre og varierer over tid.
Bruksområder av superlegeringer
Superlegeringer har et bredt spekter av bruksområder i applikasjoner med høy temperatur, inkludert flykomponenter, kjemisk og petrokjemisk utstyr.
Det er viktig å merke seg at ikke alle applikasjoner krever styrke ved høye temperaturer. Sammensetningen og korrosjonsmotstanden til superlegeringer gjør dem til et standardmateriale for å produsere medisinsk utstyr. Superlegeringer har også funnet applikasjoner ved veldig lave temperaturer.
Superlegeringer spiller en viktig rolle i moderne industri på grunn av deres unike kombinasjon av egenskaper, spesielt innen luftfart, energi og kjemisk næring.
