1. Dyluniad Cyfansoddiad Alloy
Elfennau cryfhau matrics
Elfennau felcromiwm (Cr), molybdenwm (Mo), twngsten (W), arheniwm (Ail)hydoddi i'r matrics nicel (Ni) i ffurfio hydoddiant solet amnewidiol. Mae gan yr elfennau hyn radiysau atomig mwy na Ni, gan achosi ystumiad dellt difrifol yn y matrics. Mae'r afluniad hwn yn cynyddu'r ymwrthedd i symudiad dadleoli a thrylediad atomig-dau fecanwaith craidd o ddadffurfiad ymgripiad. Er enghraifft, gall Mo a W wella cryfder tymheredd uchel y matrics yn sylweddol oherwydd eu pwyntiau toddi uchel a'u heffeithiau cryfhau toddiant solet cryf; Gall Re leihau cyfradd trylediad atomau yn y matrics, a thrwy hynny ohirio'r broses anffurfio creep.
Elfennau cryfhau dyodiad
Elfennau felalwminiwm (Al)atitaniwm (Ti)yw'r elfennau cryfhau dyddodiad mwyaf hanfodol mewn aloion sy'n seiliedig ar nicel. Maent yn ymateb gyda Ni i ffurfio cyfnod rhyngfetelaidd trefnus cydlynol' (Ni₃(Al,Ti)), sef y cyfnod cryfhau sylfaenol ar gyfer ymwrthedd creep. Mae ffracsiwn cyfaint, maint a sefydlogrwydd y cyfnod ' yn pennu perfformiad ymgripiad yr aloi yn uniongyrchol:
Gall ffracsiwn cyfaint uchel (30%–70% mewn uwch-aloi sy'n seiliedig ar nicel) o wedd rwystro symudiad dadleoliadau yn y matrics i bob pwrpas.
Mae gan ronynnau mân sydd wedi'u dosbarthu'n unffurf allu pinio dadleoli cryfach na rhai bras neu anwastad.
Nid yw'r cyfnod ' gyda-sefydlogrwydd tymheredd uchel da (ee, ychwanegu tantalum (Ta) a niobium (Nb) i ffurfio Ni₃(Al,Ti,Ta,Nb))) yn dueddol o or-heneiddio neu hydoddi ar dymheredd uchel, gan sicrhau-ymwrthedd ymgripiad hirdymor.
Olrhain rheoli amhuredd
Amhureddau niweidiol megissylffwr (S), ffosfforws (P), aarwain (Pb)yn gallu gwahanu ar ffiniau grawn, gan leihau cryfder bondio ffiniau grawn a chyflymu toriad ymgripiad intergranular. Felly, mae rheolaeth lem ar gynnwys amhuredd (fel arfer yn is na 0.01%) yn hanfodol i sicrhau eiddo creep rhagorol.
2. Nodweddion Microstrwythur
Optimeiddio strwythur ffin grawn
Mae anffurfiad crip ar dymheredd uchel yn aml yn cyd-fynd â llithro ffin grawn, sef un o brif achosion methiant creep. Gall optimeiddio strwythur ffiniau grawn atal yr ymddygiad hwn yn effeithiol:
Cryfhau ffiniau grawn: Ychwanegu elfennau hybrin megisboron (B)asirconiwm (Zr)yn gallu gwahanu ar ffiniau grawn, puro ffiniau grawn, a gwella cryfder bondio ffin grawn, a thrwy hynny leihau llithro ffin grawn.
Dyodiad carbid ffin grawn parhaus: Elfennau megiscarbon (C)adweithio gyda Cr, Mo, ac W i ffurfioM₂₃C₆neuMCcarbidau, sy'n gwaddodi'n barhaus ar hyd ffiniau grawn i ffurfio "sgerbwd ffin grawn" a rhwystro symudiad ffin grawn.
Strwythur -grisial sengl neu wedi'i solidoli â chyfeiriad: Ar gyfer uwch-aloiau sy'n seiliedig ar nicel perfformiad uchel a ddefnyddir mewn llafnau tyrbin, mae prosesau crisialog sengl neu wedi'u solidoli'n gyfeiriadol yn dileu ffiniau grawn ardraws, gan osgoi torri asgwrn crip rhyng-gronynnog yn sylfaenol a gwella bywyd ymgripiad yn sylweddol.
Cryfhau morffoleg cyfnod a dosbarthiad
Mae morffoleg a dosbarthiad y cyfnod ' yn hanfodol ar gyfer ymwrthedd ymgripiad. Mewn aloion wedi'u seilio ar nicel-wedi'u dylunio'n dda, mae'r gwedd fel arfersfferig neu giwboidalac wedi'i ddosbarthu'n unffurf yn y matrics. Gall y morffoleg hon wneud y mwyaf o'r effaith pinio ar afleoliadau; os bydd y gwedd yn troi'n nodwydd neu'n afreolaidd oherwydd triniaeth wres amhriodol, bydd ei effaith cryfhau yn cael ei leihau'n sylweddol. Yn ogystal, mae ffurfio a/ ' strwythur ewtectiggall rhai uwch-aloi wella ymwrthedd ymgripiad ymhellach trwy lesteirio ymlediad dadleoli.
Rheoli maint grawn matrics
Mae effaith maint grawn matrics ar briodweddau creep yn dilyn yNeuadd-Perthynas Petchond mae'n dibynnu ar dymheredd a straen:
Ar dymheredd isel a straen uchel: Gall grawn mân wella ymwrthedd ymgripiad oherwydd bod ffiniau grawn yn rhwystro symudiad dadleoli.
Ar dymheredd uchel a straen isel: Mae grawn bras yn fwy manteisiol oherwydd eu bod yn lleihau cyfanswm arwynebedd y ffin grawn ac yn atal llithro ffin grawn, sef y mecanwaith ymgripiad amlycaf o dan yr amod hwn.
3. Technoleg Prosesu
Proses trin gwres
System trin gwres rhesymol (triniaeth datrysiad + triniaeth heneiddio) yw'r allwedd i gael y morffoleg a'r dosbarthiad cyfnod ' optimaidd:
Triniaeth ateb: Gall gwresogi'r aloi i dymheredd uwchlaw'r tymheredd diddymu cam a'i ddal am amser penodol doddi'r cam bras i'r matrics, ac yna gall oeri cyflym gael hydoddiant solet supersaturated.
Triniaeth heneiddio: Gall dal yr aloi ar dymheredd penodol (700-1000 gradd fel arfer) am amser penodol waddodi cyfnodau mân ac unffurf, sy'n chwarae rhan allweddol wrth gryfhau. Gall triniaeth heneiddio aml-gam optimeiddio dosbarthiad maint y gronynnau ' cyfnod (ee, maint deuol ' ymhellach: mae gronynnau bras yn gwrthsefyll torri dadleoli, mae gronynnau mân yn rhwystro symudiad dadleoli).
Proses castio a ffugio
Proses ffugio: Gall gofannu poeth dorri'r bras fel-grawn cast, mireinio'r microstrwythur, a dileu diffygion castio megis mandylledd a gwahaniad, a thrwy hynny wella unffurfiaeth priodweddau cripian.
Castio manwl: Gall solidification cyfeiriadol a thechnolegau castio crisial sengl reoli'r cyfeiriad twf grawn, dileu ffiniau grawn traws, ac fe'u defnyddir yn eang wrth baratoi cydrannau tymheredd uchel gyda gofynion gwrthiant ymgripiad eithafol.
Technoleg addasu wyneb
Triniaethau arwyneb megisaluminizingacromioyn gallu ffurfio ffilm ocsid trwchus ar yr wyneb aloi, sydd nid yn unig yn gwella ymwrthedd ocsideiddio tymheredd uchel ond hefyd yn atal difrod arwyneb a achosir gan gyfryngau cyrydol, gan gynnal ymwrthedd creep yr aloi yn anuniongyrchol.
4. Amodau Gwasanaeth Amgylchedd
Tymheredd
Tymheredd yw'r ffactor amgylcheddol mwyaf hanfodol sy'n effeithio ar ymgripiad. Gyda'r cynnydd mewn tymheredd, mae'r gyfradd trylediad atomig yn yr aloi yn cynyddu'n esbonyddol, mae'r ymwrthedd symudiad dadleoli yn lleihau, ac mae llithro'r ffin grawn yn fwy tebygol o ddigwydd. Pan fydd y tymheredd yn fwy na 0.5 gwaith pwynt toddi absoliwt yr aloi, bydd y gyfradd anffurfio creep yn cynyddu'n sydyn, a bydd y bywyd creep yn cael ei fyrhau'n sylweddol.
Lefel straen
Mae cydberthynas gadarnhaol rhwng cyfradd anffurfio crip a'r straen cymhwysol. O dan amodau straen uchel, mae'r symudiad dadleoli yn yr aloi yn cael ei ddominyddu gan slip, ac mae'r gyfradd anffurfio creep yn gyflym; o dan amodau straen isel, mae llithro ffin grawn a thrylediad atomig yn dod yn brif fecanweithiau ymgripiad, ac mae'r gyfradd anffurfio yn gymharol araf ond bydd yn dal i arwain at dorri asgwrn dros gyfnod hir o amser.
Awyrgylch cyrydol
Mewn amgylcheddau gwasanaeth sy'n cynnwys cyfryngau cyrydol (ee,-atmosffer ocsidiad tymheredd uchel, sylffwr-yn cynnwys nwy, niwl halen), bydd wyneb yr aloi wedi cyrydu, gan ffurfio pyllau neu graciau micro. Bydd y diffygion hyn yn dod yn bwyntiau canolbwyntio straen, gan gyflymu cychwyn a lluosogi craciau cripian a lleihau bywyd ymgripiad.
