डेटाबेस

Havacılıkta Süper Alaşımlı Parçalar

Jet motorlu uçakların (II. Dünya Savaşı'nda, Alman ve İngiliz askeri tarafından) ilk başarılı uçuşları, nispeten mütevazı performansa sahip malzeme sınırlı motorlarla yapıldı. Onlar ilerledikçe, jet motorları materyal odaklı olmaya devam etti. Bununla birlikte, 1942'den beri materyallerin incelenmesi, sıcaklık ve çalışma stresinde kesintisiz artışlara izin veren olağanüstü bir dizi gelişmeyi göstermektedir. Gelişmeler hem süreç hem de alaşıma yönelikti ve çoğu zaman ikisinin bir bileşimiydi. Sonuç olarak, 1942 Whittle motorunun net 800 libre itiş gücü, 40 yılı aşkın bir süredir 65.000 lb-a faktörü seviyesine yükseldi.

Başlangıçta, kobalt bazlı alaşımlar bıçak üretimi için lider olarak ortaya çıktı. Örneğin, demir bazlı alaşımlar daha düşük sıcaklık gereksinimleri için servis yapılırken, örneğin diskler. Daha fazla veya daha az geliştirilmiş geleneksel uygulamadan, S-816 gibi işlenmiş alaşımlar, kaba taneli hassas döküm kobalt bazlı alaşım parçalarına yol açmıştır. Daha sonra endüstri, tane büyüklüğünü ve yapısını nasıl kontrol edeceğini öğrendi, tasarımcılar arzu edilen sünekliklerden daha azıyla nasıl yaşayacaklarını ve 815 ° C'ye (1500 ° F) çıkan çalışma sıcaklıklarını öğreneceklerini öğrendi. Süper alaşım parçaların hassas dökümü, o zaman ve şimdi, süper alaşım dünyasında bir komuta rolünü oynamaya devam ediyor.

Ni-temel sistemlerinde paralel gelişmeler vardı, değerli, esnek ve şimdi baskın -y /, y ' güçlendirilmiş alaşımlar. Burada, saflık seviyelerini kontrol ederek güçlü "yüksek alaşımlı" bileşimlerin üretimini mümkün kılmak için vakumlu metalürjinin proses geliştirmesini almıştır. Daha yüksek

kuvvet ve sıcaklık potansiyeline yol açan daha yüksek alaşımlı içerikler, vakum arkı yeniden eritmenin en göze çarpanları olan yeniden ergitme teknolojilerinin geliştirilmesiyle gerçekleştirildi. Bu gelişmeler, araştırma ve geliştirme gruplarının, alaşım bileşimi ve yapısının rollerini gösterme ve değerlendirme, daha önce ulaşılamayan olarak kabul edilen saflık düzeylerinin yararını kullanma ve özel sorunları çözmek için yapıları ve kimyaları daha ileri düzeyde modifiye etmek için gelişmiş teknikler geliştirmeleri için benzersiz çabalar gerektirdi. . Sonuç olarak, bu, yönelimli katılaşmış ve tek kristalli bıçakların heyecan verici gelişmelerine yol açmıştı, son zamanlarda sadece son zamanlarda motor uygulamasına ulaşmıştı.

Östenitik süper alaşım parçaları.

Bu dönemde, Metalurjistler, tasarımcılar ve üreticiler, her zaman nikel bazlı ve kobalt bazlı alaşımların, daha yüksek erime noktalı alaşım sistemleriyle, refrakter metallerle değiştirilmesi gerektiğiydi. Bu, artan alaşımın düşük erime gösteren alaşımlar üretme eğiliminde olduğunun fark edilmesi şaşırtıcı değildir; Burada, erime sıcaklıklarının daha yüksek ve daha yüksek fraksiyonlarında kullanılan alaşımlar kullanılmıştır.

İlk başta, molibden ve columbium (niyobyum) alaşımları ile büyük çaba sarf edilmiştir. Bunlar, daha sonra planlanan çalışma sıcaklıkları ve beklenen yaşam süreleri için başarılı olmamıştı, ancak uygun kaplamalar bulunabiliyorsa, yaklaşık 1100 ° C'nin (2000 ° F) üzerindeki sıcaklıklar için hala söz verebilirler. Mükemmel mukavemet seviyeleri gerçekleştirildi ve bazı umut verici kaplamalar geliştirildi, ancak beklenen ömürler gerçekleşmedi. Daha sonra, krom bazlı alaşımlar doğal görünüyordu, ancak sonuçta kırılganlık problemleri nedeniyle başarılı olmadı.

Ayrıca sermetlerle yapılan ilk denemelerden ve 1950'den sonraki bir dizi seramik çağındaki gelişmelerin ilkinden de bahsetmeliyiz. Her ikisi de ilginç katı yapılar üretti, ancak yine de süper alaşım yarışmasında kabul edilebilir uygulamalar. Östenitik süper alaşımlar baskın kalmıştır.

Hızlı katılaşma işleminin ortaya çıkmasıyla, artık daha karmaşık olan alaşımlar geliştirilmekte ve incelenmekte, artık safsızlıkların ayrıştırılması ve istenen fazların yapısı üzerinde daha yakın bir kontrol avantajı ile çalışılmaktadır. Ayrıca, toz metalurjisi alanındaki ince tanecikli ebatların ve yapıların üretimi, süper esnekliği elde etmeyi ve kullanmayı kolaylaştırır. Nominal olarak, IN-100 ve Mar-M 509 gibi döküm alaşımları, düşük ve orta sıcaklıklarda çok güçlü hale getirilir ve yakın-net şekiller dahil olmak üzere karmaşık şekillere kolayca şekillendirilebilir. 1960'lı yıllarda, bir döküm alaşımının IN-100'ün, yaklaşık 650-700 ° C'de (1200-1300 ° F) süperplastik ve disk uygulamaları için bir aday olabileceğini kim önceden tahmin edebilirdi? Süperplastik yapıların süper alaşım teknolojisi üzerinde büyük bir etkisi olması beklenebilir.

ODS süper alaşım parçaları.

Son olarak, ODS'nin önemli uygulamalarını görmeye başlıyoruz (oksit-dispersiyon güçlendirilmiş) alaşımlar, yine aradan geçen yıllarda geliştirilen süreçlerin ve alaşımlama tekniklerinin bir karışımını kullanarak. Mekanik alaşımlama ve şimdi RS kullanımı (hızlı katılaşma; ince, tamamen alaşımlı tozlar), ODS nikelbaz ve kobalt bazlı alaşımların 1100 ° C'den (2000 ° F) fazla olan sıcaklıklarda kullanılmasına izin verecektir.

1400 ° C (2550 ° F) altında erime yapan alaşımlar için 1100 ° C (2000 ° F) ve üstü? Mutlak erime sıcaklığının% 80'ini aşan miktarda kullanın? Evet, o zaman geldi. Erime noktasının daha yüksek fraksiyonları bile metalmatrix kompozitlerle elde edilebilir.

Özetle alaşım yapıları ve yapıları ile alaşım işlemlerinin son derece etkili etkileşimi, yapıların, özelliklerin ve sağlamlığın mükemmel destekleyici bilimsel çalışmaları ile birleştiğinde süper alaşımları asla kendi öncüleri tarafından hayal edilmeyen bir mühendislik pozisyonu!

Alternatif alaşımlar ve materyaller aranıyor, ancak henüz ortaya çıkmadı. Bu yeni malzemeler süper alaşım parçaların yerini alacak ya da üst üste gelecek şekilde çalışılıyor.