Tipuri de superalloys

Introducere
Standardele moderne de producție sunt extrem de solicitante. Inginerii și proiectanții sunt solicitați în mod constant să îndeplinească cerințele industriei pentru performanță, longevitate, sustenabilitate și optimizarea costurilor. Producția industrială se află într -o stare de dezvoltare constantă. Noile principii de proiectare, metode de producție și materiale sunt esențiale pentru inovație.

Unele industrii sunt deosebit de solicitante, cum ar fi industria aerospațială. Produsele aerospațiale sunt supuse unor condiții extreme în timpul vieții lor de serviciu. Metodele și materialele tradiționale nu sunt suficiente pentru a îndeplini standardele industriei: acesta este motivul pentru care inginerii aerospațiali folosesc materiale precum superalloys.

Ce sunt superalloy -urile?
În esență, superalloy -urile sunt materiale cu statistici de performanță extremă. Proprietățile cheie ale superalloy -urilor sunt durabilitate ridicată, rezistență mecanică extremă, termoelasticitate și viață lungă. Cea mai importantă proprietate a unui superalloy este capacitatea sa de a opera la fracții mari ale punctului de topire. Toate proprietățile de mai sus fac superalale esențiale pentru industria aerospațială.

Ideea inițială de a dezvolta materiale adecvate pentru funcționarea în condiții extreme a venit din dorința de a proiecta vehicule care ne -ar putea duce mai sus și mai repede. Dezvoltarea superalloy -urilor este strâns legată de extinderea rapidă a industriei aerospațiale după al doilea război mondial.

Tipuri de superalloys
Există multe tipuri de superalloys utilizate în industria aerospațială. Unul dintre cele mai utilizate tipuri este superalloy-urile pe bază de titan. Titanul pur are o densitate relativ mică, o rezistență ridicată și o rezistență ridicată la coroziune. În plus, titanul este singurul element care arde cu azot. Titanul este la fel de puternic ca oțelul, dar cântărește aproape jumătate. Aceste proprietăți singure îl fac un material ideal pentru industria aerospațială, unde raportul greutăți/rezistență este esențial. Titanul este amestecat cu alte elemente în proporții specifice pentru a -și îmbunătăți în continuare proprietățile deja excelente.

Unul dintre cele mai utilizate aliaje bazate pe titan este aliajul Ti -6 al -4 v. Conține aluminiu și vanadiu în plus față de titan și este utilizat în principal în rame de cabină, cutii de aripi și structuri de fixare pentru aeronave comerciale. Acest aliaj prezintă un echilibru bun de proprietăți, cum ar fi rezistența, ductilitatea, rezistența la fractură, rezistența la temperatură ridicată, proprietățile de fluaj, sudabilitate, mașinabilitatea și funcționarea la cald. Ti -6 al -2 sn -4 zr -2 Aliaj Mo este un aliaj rezistent la căldură dezvoltat la sfârșitul anilor 1960. Temperatura sa de rezistență la căldură este de aproximativ 450 ° C. Acest aliaj este adesea utilizat pe discurile de compresor, iar temperatura de serviciu superioară este de 500 ° C. Ti -5 al -2 sn -2 zr -4 Cr -4 Mo Aliaj Mo, denumit uneori aliaj "Ti17", este un aliaj cu rezistență ridicată și o rezistență excelentă a unei fracturi dezvoltate în Statele Unite în anii 1970. Temperatura sa de rezistență la căldură este de aproximativ 350 ° C. În motoarele cu aeronave comerciale, ventilatorul și arborele sunt construite ca o bucată pentru a reduce greutatea motorului. Ti -10 v -2 Fe -3 aliaj Al are o întărire excelentă, o rezistență ridicată și o rezistență ridicată la oboseală și este utilizat în principal în echipamentul de aterizare.

În plus față de aliajele pe bază de titan, aliajele pe bază de fier sunt o altă clasă de aliaje care sunt utilizate în mod obișnuit în diverse industrii, cum ar fi industriile aerospațiale și militare. În esență, aliajele pe bază de fier sunt aliaje care sunt compuse în principal din fier. Unele dintre cele mai utilizate aliaje pe bază de fier sunt oțel inoxidabil, fontă și oțel cu carbon ridicat. Aliajele pe bază de fier prezintă, în general, un echilibru bun de proprietăți, incluzând rezistența la căldură, rezistența la coroziune, durabilitatea, rezistența și elasticitatea termică. Deși nu prezintă performanțe extrem de ridicate, cum ar fi aliaje de temperatură ridicată pe bază de titan sau alte aliaje de temperatură ridicată, ușurința lor de sinteză și rentabilitate le fac de neprețuit.

O altă categorie importantă de aliaje în industriile aerospațiale și militare este aliajele de aluminiu. Raportul în greutate-rezistență al aluminiului brut este deja impresionant în sine. Adăugarea elementelor de aliere de cupru, magneziu, mangan, siliciu, staniu, nichel și zinc îmbunătățește aceste proprietăți, ceea ce face ca aliajele de aluminiu să fie ideale pentru aplicații militare și aerospațiale. Seria 7xxx de aliaje de aluminiu este cea mai utilizată categorie în aplicațiile aerospațiale. Elementul primar de aliere din seria 7xxx este zincul, ceea ce face ca această categorie să fie cea mai puternică aliaj de aluminiu. Rezistența la randament a aliajelor din seria 7xxx depășește 500 MPa. Cele mai frecvente aliaje 7xxx sunt al-Zn-MG-Cu și Al-Li-Cu-MG.