Introduktion og anvendelse af legeringer med høj temperatur
Legeringer med høj temperatur, også kendt som superlegeringer, er en klasse af metalmaterialer, der kan opretholde deres styrke og korrosionsbestandighed i miljøer med høj temperatur.
Introduktion og anvendelse af legeringer med høj temperatur
Legeringer med høj temperatur er jernbaserede, nikkelbaserede og koboltbaserede legeringer, der normalt bruges ved temperaturer over 540 grad. Disse legeringer er vidt brugt i forskellige industrielle felter på grund af deres fremragende egenskaber ved høje temperaturer, såsom krybbestandighed, oxidationsmodstand og korrosionsbestandighed.
Metallurgiske principper for legeringer med høj temperatur
Legeringer med høj temperatur har normalt en ansigtscentreret kubisk (FCC) krystalstruktur. Jern og kobolt er ikke FCC -strukturer ved stuetemperatur, men de vil omdannes til FCC -strukturer efter høje temperaturer eller legering. Nikkel opretholder FCC -struktur ved alle temperaturer. Egenskaberne ved høje temperaturlegeringer bestemmes ikke kun af deres kemiske sammensætning, men påvirkes også af varmebehandling, smedning og støbningsprocesser.
Karakteristika og egenskaber ved legeringer med høj temperatur
Almindelige stål- og titanlegeringer er ikke stærke nok ved temperaturer over 540 grader og kan blive beskadiget af korrosion.
Hvis styrken skal opretholdes ved højere temperaturer (smeltepunkt for de fleste legeringer er omkring 1371-1204 grad), vælges normalt nikkelbaserede superlegeringer.
Nikkelbaserede superlegeringer kan bruges ved højere temperaturforhold end kommercielle materialer.
Koboltbaserede superlegeringer kan bruges som erstatning for nikkelbaserede superlegeringer, afhængigt af den krævede styrke og korrosionstype.
Ved lavere temperaturer har jern-nikkelbaserede superlegeringer en bredere vifte af applikationer end nikkelbaserede og koboltbaserede superlegeringer.
Styrken af superlegeringer afhænger ikke kun af kemisk sammensætning, men også af varmebehandling, smedning, støbningsprocesser, især processen efter varmebehandling, smedning eller støbning.
Iron-nikkel-baserede superlegeringer er billigere end nikkelbaserede og koboltbaserede superlegeringer.
For at forbedre korrosionsbestandighed ved høje temperaturer indeholder de fleste forarbejdede superlegeringer en vis mængde krom.
Superlegeringer har høj oxidationsmodstand, men i nogle tilfælde er korrosionsbestandighed ikke tilstrækkelig. For eksempel kræver superlegeringer ved flydets motortemperaturer over 760 grader.
Superalloy Coating Technology er en vigtig del af dens anvendelse og udvikling. Ubelagte superlegeringer er ineffektive til langvarig brug ved høje temperaturer.
I superlegeringer, især nikkelbaserede superlegeringer, tilføjes en række elementer med nogle legeringer, der indeholder op til 14 eller flere kontrollerede elementer.
De elementer, der bruges i superlegeringer, såsom nikkel, kobolt, krom, wolfram, molybdæn, rhenium og hafnium, er generelt dyre og varierer over tid.
Anvendelser af superlegeringer
Superlegeringer har en bred vifte af anvendelser i applikationer med høj temperatur, herunder luftfartøjskomponenter, kemisk og petrokemisk udstyr.
Det er vigtigt at bemærke, at ikke alle applikationer kræver styrke ved høje temperaturer. Superlegens sammensætning og korrosionsmodstand gør dem til et standardmateriale til fremstilling af medicinsk udstyr. Superlegeringer har også fundet applikationer ved meget lave temperaturer.
Superalloys spiller en vigtig rolle i den moderne industri på grund af deres unikke kombination af egenskaber, især inden for rumfarts-, energi- og kemiske industrier.
