Dosbarthiad Superalloys

1. Beth yw dosbarthiad superalloys?

Mae superalloys (a elwir hefyd yn aloion perfformiad uchel -) yn grŵp o ddeunyddiau metelaidd datblygedig sydd wedi'u cynllunio i gadw cryfder mecanyddol eithriadol, ymwrthedd ymgripiad, ac ymwrthedd cyrydiad/ocsidiad ar dymheredd uchel iawn (yn aml yn uwch na 600 ° C/1112 ° F). Fe'u dosbarthir yn bennaf yn seiliedig ar eumetel sylfaen dominyddol, sy'n pennu eu heiddo craidd a'u sgopiau cymhwysiad. Y tri phrif ddosbarthiad yw:

1. Nickel - Superalloys wedi'u seilio

Cyfansoddiad sylfaen: Nickel (Ni) as the primary element (typically >50% Ni), wedi'i aloi ag elfennau fel cromiwm (CR), cobalt (CO), molybdenwm (MO), twngsten (W), alwminiwm (Al), a titaniwm (Ti).

Eiddo Allweddol: Cryfder tymheredd uchel - (gwrthsefyll ymgripiad ac anffurfiad hyd yn oed ar 800–1200 ° C), ymwrthedd ocsidiad rhagorol, a weldadwyedd da.

Cymwysiadau nodweddiadol: Llafnau/disgiau tyrbin nwy, cydrannau injan jet, creiddiau adweithydd niwclear, a ffwrneisi diwydiannol tymheredd - uchel.

2. Cobalt - Superalloys wedi'u seilio

Cyfansoddiad sylfaen: Cobalt (CO) fel y brif elfen (30-60% CO fel arfer), ynghyd â CR, Ni, W, a charbon (C).

Eiddo Allweddol: Gwrthiant gwisgo uwch, ymwrthedd cyrydiad mewn amgylcheddau cemegol llym (ee cyfryngau asidig neu ocsideiddiol), a chryfder sefydlog ar dymheredd hyd at 1100 ° C. Maent yn llai tueddol o flinder thermol na aloion nicel -.

Cymwysiadau nodweddiadol: Rhannau llonydd tyrbin nwy (ee, fanes), mewnblaniadau meddygol (ee, cymalau clun, oherwydd biocompatibility), a - uchel gwisgo cydrannau fel falfiau wrth brosesu cemegol.

3. Haearn - superalloys wedi'u seilio

Cyfansoddiad sylfaen: Haearn (Fe) fel y metel sylfaen (30-60% Fe yn aml), gydag ychwanegiadau sylweddol o Ni (i wella sefydlogrwydd tymheredd - uchel) a CR (ar gyfer ymwrthedd cyrydiad), ynghyd â symiau bach o Mo, Ti, neu Al.

Eiddo Allweddol: Cost is o'i gymharu â nicel/cobalt - superalloys wedi'u seilio, ymwrthedd ocsidiad da, a chryfder tymheredd cymedrol uchel - (sy'n addas ar gyfer tymereddau hyd at ~ 800 ° C). Maent yn fwy hydwyth ond mae ganddynt wrthwynebiad ymgripiad is nag amrywiadau nicel -.

Cymwysiadau nodweddiadol: Tiwbiau boeler mewn gweithfeydd pŵer, cydrannau cyfnewidydd gwres, a chaewyr tymheredd - uchel mewn peiriannau diwydiannol.

Yn ychwanegol at y tri chategori cynradd hyn, mae is -ddosbarthiadau arbenigol (ee, nicel - haearn - superalloys wedi'u seilio, hybrid o ganolfannau nicel a haearn) wedi'u teilwra ar gyfer anghenion penodol, ond maent yn llai cyffredin na'r prif dri grŵp.

2. Beth yw gwahanol raddau nicel - superalloys wedi'u seilio ar?

Nickel - Superalloys wedi'u seilio yw'r math o superalloy a ddefnyddir fwyaf, gyda graddau wedi'u safoni gan sefydliadau fel ASTM International, AMS (manylebau deunydd awyrofod), a DIN (Sefydliad Safoni Almaeneg). Mae graddau'n cael eu gwahaniaethu gan eu cymarebau elfen aloi, sy'n gwneud y gorau o briodweddau ar gyfer tymheredd uchel - neu gyrydiad - cymwysiadau gwrthsefyll. Isod mae graddau mawr wedi'u grwpio yn ôl eu nodweddion a'u safonau allweddol:

Categori Gradd	Graddau Cynrychioliadol (AMS/ASTM/DIN)	Elfennau aloi allweddol (y tu hwnt i NI)	Priodweddau a Cheisiadau Targed
Cyrydiad - Nickel gwrthsefyll - Superalloys wedi'u seilio	AMS 5640 (Inconel 625), ASTM B446 (Inconel 600), DIN 17750 (NICR15FE)	Cr (14–22%), MO (5–10%), NB (3-5%) (ar gyfer 625); CR (14–17%) (am 600)	Ymwrthedd eithriadol i gyrydiad dyfrllyd, ocsidiad a phitsio (ee dŵr y môr, toddiannau asidig). A ddefnyddir mewn offer prosesu cemegol, cydrannau morol, a chladin adweithydd niwclear.
Uchel - cryfder tymheredd nicel - superalloys wedi'u seilio	AMS 5662 (Inconel 718), AMS 5609 (Inconel 706), ASTM B637 (Waspaloy)	Cr (17–21%), MO (2–3%), NB (4–6%) (ar gyfer 718); CO (13–16%), CR (18–21%) (ar gyfer Waspaloy)	Cryfder ymgripiol uchel ac ymwrthedd blinder ar 650-1000 ° C. Yn ddelfrydol ar gyfer disgiau tyrbin nwy, siafftiau injan jet, a llafnau tyrbin pwysau - uchel mewn awyrofod a chynhyrchu pŵer.
Dyodiad - nickel caledu - superalloys wedi'u seilio	AMS 5596 (Rene 41), AMS 5617 (Udimet 700), DIN 17752 (NICR19CO18MO)	Cr (18–20%), CO (10–15%), Ti (3–4%) (ar gyfer rene 41); CO (15–19%), MO (4-5%) (ar gyfer Udimet 700)	Wedi'i galedu trwy wlybaniaeth cyfnodau rhyngmetallig (ee, γ 'cyfnod: ni₃al/ti), gan gyflenwi cryfder uchel - uchel ar 700–1100 ° C. Defnyddir mewn llafnau tyrbin injan jet uwch a chydrannau injan roced.
Nickel Weldable - Superalloys wedi'u seilio	AMS 5878 (Haynes 282), ASTM B670 (Inconel 690), AMS 5630 (Inconel 617)	CR (20–23%), MO (8–10%), W (1–2%) (ar gyfer 282); CR (28–31%) (ar gyfer 690)	Weldadwyedd rhagorol heb golli cryfder na gwrthiant cyrydiad. Wedi'i gymhwyso mewn strwythurau wedi'u weldio fel casinau tyrbinau nwy, tiwbiau cyfnewidydd gwres, a chydrannau adweithydd ymasiad.

Yn nodedig, mae llawer o raddau'n cael eu marchnata o dan enwau masnach (ee, "Inconel," "Haynes," "Rene") - Mae'r rhain yn frandiau perchnogol ond yn cyd -fynd â safonau byd -eang ar gyfer cyfansoddiad a pherfformiad.

3. Beth yw'r enghreifftiau o superalloys nicel?

Mae superalloys Nickel (nickel - yn seiliedig ar superalloys) yn cynnwys ystod o raddau masnachol a diwydiannol hysbys -, pob un wedi'i optimeiddio ar gyfer tymheredd uchel - uchel, cyrydiad, neu ofynion cryfder. Isod mae enghreifftiau amlwg, ynghyd â'u nodweddion allweddol a'u defnyddiau nodweddiadol:

1. Inconel 625

Henw masnach: Inconel 625 (Safon: AMS 5640, ASTM B446).

Cyfansoddiad allweddol: ~ 61% Ni, 21.5% Cr, 9% mo, 3.6% DS (niobium), 2.5% Fe.

Eiddo craidd: Ymwrthedd cyrydiad eithriadol (yn gwrthsefyll pitsio, cyrydiad agen, a chracio cyrydiad straen mewn dŵr môr a chyfryngau asidig) a chryfder tymheredd - da hyd at 980 ° C.

Ngheisiadau: Llongau prosesu cemegol, cydrannau platfform olew ar y môr, systemau gyriant morol, a chyfnewidwyr gwres adweithydd niwclear.

2. Inconel 718

Henw masnach: Inconel 718 (Safon: AMS 5662, ASTM B637).

Cyfansoddiad allweddol: ~ 52% Ni, 19% Cr, 3.1% mo, 5.1% DS, 0.9% Ti, 0.5% Al.

Eiddo craidd: Gwrthiant ymgripiad rhagorol a chryfder blinder ar 650-750 ° C, ynghyd â weldadwyedd rhagorol. Mae'n dyodiad - wedi'i galedu (trwy gyfnodau γ 'a γ' ') ar gyfer cryfder uchel ultra -.

Ngheisiadau: Disgiau a llafnau tyrbin nwy (cynhyrchu awyrofod a phŵer), siafftiau injan jet, casinau modur roced, a chaewyr pwysau - uchel.

3. Waspaloy

Henw masnach: Waspaloy (Safon: AMS 5540, ASTM B637).

Cyfansoddiad allweddol: ~ 58% NI, 19.5% cr, 13.5% CO, 4.3% mo, 2.1% Ti, 1.4% al.

Eiddo craidd: Superior High - Gwrthiant blinder tymheredd (hyd at 900 ° C) ac ymwrthedd ocsidiad. Mae'n dyodiad - aloi caledu gyda chryfder ymgripiol uchel.

Ngheisiadau: - Llafnau a fanes tyrbin tymheredd mewn peiriannau jet, llosgyddion tyrbinau nwy, a chydrannau injan awyrofod sy'n agored i wresogi/oeri cylchol.

4. Haynes 282

Henw masnach: Haynes 282 (Safon: AMS 5878, ASTM B670).

Cyfansoddiad allweddol: ~ 49% Ni, 21% Cr, 10% CO, 8.5% mo, 1.5% Ti, 0.6% AL, 0.02% B.

Eiddo craidd: Weldadwyedd rhagorol (lleiafswm o gracio yn ystod weldio), cryfder ymgripiad uchel ar 700-850 ° C, ac ymwrthedd ocsidiad da.

Ngheisiadau: Casinau tyrbinau nwy wedi'u weldio, tiwbiau cyfnewidydd gwres mewn gweithfeydd pŵer, llongau adweithydd cemegol, a chydrannau strwythurol awyrofod.

5. Rene 41

Henw masnach: Rene 41 (Safon: AMS 5596, DIN 17752).

Cyfansoddiad allweddol: ~ 55% Ni, 19% Cr, 11% CO, 10% mo, 3.1% Ti, 1.5% al.

Eiddo craidd: Ultra - cryfder uchel ar 760–980 ° C, gwrthiant ocsidiad da, a sefydlogrwydd o dan hir - term uchel - amlygiad tymheredd.

Ngheisiadau: Llafnau tyrbin injan jet uwch, nozzles injan roced, ac elfennau gwresogi ffwrnais tymheredd uchel -.

6. Inconel 600

Henw masnach: Inconel 600 (Safon: AMS 5540, ASTM B168).

Cyfansoddiad allweddol: ~ 76% Ni, 15.5% cr, 8% Fe.

Eiddo craidd: Ymwrthedd rhagorol i ocsidiad (hyd at 1093 ° C) a chyrydiad mewn amgylcheddau niwtral/ocsideiddio (ee stêm, aer). Mae ganddo gryfder cymedrol ond hydwythedd uchel.

Ngheisiadau: Cladin craidd adweithydd niwclear, mufflau ffwrnais, tiwbiau cyfnewidydd gwres (ar gyfer gwasanaeth stêm), ac offer prosesu cemegol sy'n trin hylifau ocsideiddio.