Суперсплав

В высокопроизводительных самолетах традиционно используются суперсплавы - здесь МиГ-25 .
Лопатка газовой турбины из суперсплава на никелевой основе

В качестве суперсплавов металлические материалы сложного состава ( железо , никель , платина , хром или кобальт с добавками элементов Co, Ni, Fe, Cr, Mo, W, Re, Ru, Ta, Nb, Al, Ti, Mn, Zr , C и B) для высокотемпературных применений. Они в основном трутовики и обладают высокой термостойкостью. Их можно производить либо с использованием плавильной, либо порошковой металлургии .

Название суперсплав указывает на материалы, рабочие температуры которых выше, чем у сталей, поскольку они обладают повышенной прочностью в этом температурном диапазоне. Поликристаллические суперсплавы достигают рабочих температур около 80%, монокристаллические сплавы - около 90% от точки плавления (гомологическая температура). В настоящее время в основном используются суперсплавы на основе никеля . Их термостойкость достигается за счет смеси некогерентного дисперсионного твердения , когерентного дисперсионного твердения и твердого раствора .

Общие торговые марки, например, Б. Стеллит , Tribaloy, хастелла , Инкола , инконель , NIMONIC , R88DT, WASPALOY или Х-40 .

применение

Из-за высокой цены, но в то же время высоких допустимых рабочих температур, суперсплавы в основном используются в двигателях, турбинах и двигателях , в энергетике и в авиакосмической промышленности.

Материалы компонентов газовых турбин - поликристаллические (диски), направленно-затвердевшие или монокристаллические (лопатки). Целью разработки сплава является повышение эффективности за счет максимально возможных температур на входе в турбину (в настоящее время максимум 1600 ° C с охлаждением). Чтобы сохранить плотность и, таким образом, вес компонентов на низком уровне, в сплавах в основном не используются тяжелые элементы (например, вольфрам и молибден).

Пример: сплав инконель 718

  • Номер материала: 2.4668
  • Краткое название: NiCr19NbMo
  • Плотность: 8,19 г / см³
  • максимальная рабочая температура: 620 ° C.
  • Химический состав: 0,04% C - 19% Cr - 3,0% Mo - 52,5% Ni - 0,9% Al - ≤0,1% Cu - 5,1% Nb - 0,9% Ti - 19% Fe.

Этот суперсплав, усиленный интерметаллическими выделениями (γ ″ -фазы), до сих пор составляет 60–70% от объема всех сплавов на основе никеля.

Смотри тоже

веб ссылки

литература

  • Ральф Бургель: Справочник по технологии высокотемпературных материалов: основы, напряжения материалов, жаропрочные сплавы и покрытия. Vieweg, Висбаден 2006, ISBN 978-3-528-23107-1
  • Мадлен Дюран-Шарр: микроструктура суперсплавов. OPA, Амстердам 1997, ISBN 90-5699-097-7
  • Д.Г. Моррис: Интерметаллиды и суперсплавы. Wiley-VCH, Weinheim 2000, ISBN 3-527-30192-5
  • Джон К. Тьен: Суперсплавы, суперкомпозиты и суперкерамика. Акад. Press, Нью-Йорк 1989, ISBN 0-12-690845-1
  • Рид, Роджер С. Суперсплавы: основы и приложения. Кембридж, Великобритания: Cambridge UP, 2006, ISBN 978-0-521-07011-9

Индивидуальные доказательства

  1. Жаклин Валь, Кен Харрис: Новые монокристаллические суперсплавы - обзор и обновление . В: Сеть конференций MATEC . лента 14 , 2014, ISSN  2261-236X , с. 17002 , doi : 10.1051 / matecconf / 20141417002 ( matec-conferences.org [по состоянию на 26 июля 2020 г.]).