Clasificación de aleaciones de alta temperatura

Tradicionalmente, los materiales de aleación de alta temperatura se pueden clasificar de tres maneras: por tipo de elemento de matriz, tipo de fortalecimiento de aleación y método de formación de materiales.

1 、 Según el tipo de elementos de matriz

(1) aleaciones de alta temperatura a base de hierro

La aleación de alta temperatura a base de hierro también se puede llamar acero de aleación resistente al calor. Su matriz es el elemento FE, que agrega una pequeña cantidad de NI, CR y otros elementos de aleación, el acero de aleación resistente al calor se puede dividir en martensita, austenita, perlita, acero resistente al calor de ferrita, etc. Según sus requisitos de normalización.

(2) aleaciones de alta temperatura basadas en níquel

Las aleaciones de alta temperatura basadas en níquel contienen más de la mitad de níquel y son adecuadas para condiciones de trabajo superiores a 1,000 ° C. El uso de la solución sólida y los procesos de envejecimiento pueden dar como resultado un aumento significativo en la resistencia a la fluencia y la compresión y la resistencia al rendimiento. Con respecto al análisis de aleaciones de alta temperatura utilizadas en entornos de alta temperatura, el uso de aleaciones de alta temperatura basadas en níquel excede con creces el rango de aleaciones de alta temperatura basadas en hierro y cobalto útiles. Al mismo tiempo, la aleación de alta temperatura basada en níquel también es la producción más grande de China, el uso de la mayor cantidad de una aleación de alta temperatura. Muchas cuchillas de turbina de motores de turbina y cámaras de combustión, e incluso los turbocompresores también usan aleaciones a base de níquel como materiales de preparación. Durante más de medio siglo, los materiales de alta temperatura utilizados en los motores aerodinámicos para soportar altas temperaturas desde finales de los años 1940 750 ℃ ​​hasta fines de la década de 1990 1 200 ℃ deberían decirse que este enorme aumento también provocó el rápido desarrollo del procesamiento del proceso de fundición y recubrimiento superficial.

(3) aleaciones de alta temperatura a base de cobalto

La aleación de alta temperatura basada en cobalto se basa en el cobalto, con contenido de cobalto que representa aproximadamente el 60%, mientras que CR, Ni y otros elementos deben agregarse para mejorar la resistencia al calor de las aleaciones de alta temperatura. Aunque esta aleación de alta temperatura tiene una mejor resistencia al calor, no se usa mucho porque la producción de recursos de cobalto en varios países es relativamente pequeña y el procesamiento es difícil. Por lo general, se usa en condiciones de alta temperatura (600 ~ 1 000 ℃) y un período de tiempo más largo sujeto a piezas de alta temperatura de estrés complejo extremo, como las cuchillas de trabajo de motores de aeronaves, discos de turbinas, componentes de extremo caliente de cámara de combustión y motores aeroespaciales. Para obtener una mejor resistencia al calor, las condiciones generales para agregar elementos como W, MO, TI, AL, CO en la preparación, para garantizar su resistencia superior a la fatiga térmica.

2 、 Tipo de fortalecimiento de la aleación

Según el tipo de fortalecimiento de la aleación, las aleaciones de alta temperatura se pueden dividir en aleaciones de alta temperatura de solución sólida y aleaciones fortalecidas por precipitación.

(1) Tipo de fortalecimiento de la solución sólida

El llamado tipo de fortalecimiento de la solución sólida es agregar algunos elementos de aleación a la aleación de hierro, níquel o a alta temperatura basada en cobalto, la formación de la organización de austenita monofásica, los átomos de soluto hacen que la solución sólida matriz de matriz de matriz, de modo que La solución sólida en la resistencia de deslizamiento aumenta y fortalece. Algunos átomos de soluto pueden reducir la energía de dislocación laminar del sistema de aleación y aumentar la tendencia de la descomposición de la dislocación, lo que resulta en una migración de deslizamiento transversal difícil, y la aleación se fortalece para lograr el propósito del fortalecimiento de la aleación de alta temperatura.

(2) Fortalecimiento de la precipitación de envejecimiento

El llamado fortalecimiento de la precipitación de envejecimiento es un proceso de tratamiento térmico en el que la pieza de trabajo de aleación es una solución sólida tratada, deformación de plástico frío y luego se coloca a una temperatura o temperatura ambiente más alta para mantener su rendimiento. Por ejemplo: aleación de GH4169, la fuerza de mayor rendimiento de 1 000 MPa a 650 ℃, la producción de cuchillas de la temperatura de la aleación hasta 950 ℃.

3 、 Método de formación de material

A través de los métodos de formación de materiales, se dividen en: aleación de alta temperatura de fundición (incluida la aleación de fundición ordinaria, aleación de cristal único, aleación direccional, etc.), aleaciones de alta temperatura de deformación, aleaciones de alta temperatura de metalurgia de polvo (incluida la metalurgia ordinaria de polvo y la dispersión de óxido para el refuerzo de la dispersión de óxido aleaciones de temperatura).

(1) Lanzamiento de aleaciones de alta temperatura

El método de fundición preparado directamente en las partes del material de aleación se llama aleación de alta temperatura de fundición. Según la composición de la matriz de aleación, se puede dividir en aleación a alta temperatura de alta temperatura basada en el hierro, aleación de alta temperatura basada en níquel, aleación de alta temperatura y tipos de aleación de alta temperatura a alta temperatura. De acuerdo con el método de cristalización, se puede dividir en aleación de colmentación policristalina de aleación de alta temperatura, aleación de aleación de alta temperatura direccional, aleación de aleación de alta temperatura de alta temperatura y aleación de alta temperatura y otros cuatro tipos.

(2) aleaciones de alta temperatura deformada

Sigue siendo el material más utilizado en los motores aerodinámicos y es ampliamente utilizado tanto en el hogar como en el extranjero, y la producción anual de aleaciones de alta temperatura deformadas en China es aproximadamente 1/8 de las que en los Estados Unidos [2]. Tome la aleación GH4169 como ejemplo, es una de las principales variedades con la mayor gama de aplicaciones en el hogar y en el extranjero. China se encuentra principalmente en los pernos, compresores y ruedas del motor del eje de la turbina, los discos de volcado de aceite como las partes principales, con el aumento de la madurez de otros productos de aleación, el uso de aleaciones de alta temperatura deformadas puede reducir gradualmente, pero en las próximas décadas aún lo hará ser la posición dominante.

(3) nuevas aleaciones de alta temperatura

Incluyendo aleaciones de alta temperatura en polvo, compuestos intermetálicos de titanio y aluminio, dispersión de óxido fortalecieron aleaciones de alta temperatura, aleaciones de alta temperatura resistentes a la corrosión, metalurgia de polvo y nano-materiales y muchos otros segmentos de productos.

① La tercera generación de aleaciones de alta temperatura en polvo para mejorar el grado de aleación, por lo que tiene en cuenta las ventajas de las dos primeras generaciones, para obtener un daño de mayor resistencia, el proceso de producción de aleación de alta temperatura en polvo se está volviendo cada vez más maduro, el El futuro puede llevarse a cabo desde los siguientes aspectos: preparación de polvo, proceso de tratamiento térmico, tecnología de simulación por computadora, disco de polvo de doble rendimiento;

② Los compuestos intermetálicos de titanio y aluminio se han desarrollado para la cuarta generación, y gradualmente a la múltiple ruta y una gran cantidad de expansión de micro elementos de estas dos direcciones, la Universidad de Hamburgo de Alemania, la Universidad Kyoto de Japón, el Centro GKSS de Alemania, etc. La investigación extensa, los compuestos intermetálicos de titanio y aluminio ahora se utilizan en barcos, medicina biológica, campo de artículos deportivos;

Las aleaciones de alta temperatura fortalecidas por dispersión de óxido son parte de las aleaciones de alta temperatura en polvo, que se producen y desarrollan por casi 20 tipos de resistencia a la temperatura de alta temperatura y coeficiente de baja tensión, y se usan ampliamente en resistentes al calor y resistente a la oxidación Partes de turbinas de gas, motores aeroespaciales avanzados, reactores petroquímicos, etc.

④ Las aleaciones de alta temperatura resistentes a la corrosión se utilizan principalmente para reemplazar materiales refractarios y acero resistente al calor en la construcción y aplicaciones aeroespaciales.