Nikel asosidagi super qotishma materiallarini tadqiq qilish jarayoni
O'tgan yarim asrda Xitoy energiya, transport, aviatsiya, aerokosmik va boshqa sohalarning o'sib borayotgan ehtiyojlarini qondirish uchun ko'plab nikel asosidagi super qotishma tizimlarini ishlab chiqdi va shakllantirdi. Xususan, nikel asosidagi super qotishmalarning rivojlanishi Xitoyning aerokosmik dvigatellarining ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshiladi. takomillashtirishga katta hissa qo‘shdi. Ushbu maqola nikel asosidagi super qotishmalarning rivojlanish tarixini qisqacha tanishtiradi, so'nggi yillarda nikel asosidagi super qotishmalarni tadqiq qilish jarayonini ko'rib chiqadi va nikel asosidagi super qotishmalarning qo'llanilishi va rivojlanish tendentsiyalarini muhokama qiladi.
kirish
Zamonaviy gaz turbinali dvigatellardagi materiallarning 50% dan ortig'i yuqori haroratli qotishmalardan foydalanadi, ulardan nikel asosidagi yuqori haroratli qotishmalar miqdori dvigatel materiallarining taxminan 40% ni tashkil qiladi. Nikel asosidagi qotishmalar o'rta va yuqori haroratlarda mukammal keng qamrovli xususiyatlarga ega. Ular uzoq vaqt davomida yuqori haroratlarda ishlashga mos keladi va korroziyaga va aşınmaya qarshi tura oladi. Ular eng murakkab va yuqori haroratli qismlarda keng qo'llaniladi va barcha super qotishmalar orasida juda ko'p metallurgik xususiyatlarga ega. Ishchilar uchun eng katta qiziqish uyg'otadigan qotishmalar. Nikel asosidagi yuqori haroratli qotishmalar asosan aerokosmik sohada 950 ~ 1050 daraja ishlaydigan strukturaviy komponentlarda, masalan, aerodinamik ishchi pichoqlar, turbinalar disklari, yonish kameralari va boshqalarda qo'llaniladi. Shuning uchun nikel asosidagi super qotishmalarni o'rganish katta ahamiyatga ega. mamlakatimizning aerokosmik sanoatini rivojlantirishdagi ahamiyati.
1 Umumiy ko'rinish
Nikel asosidagi yuqori haroratli qotishmalar yuqori haroratli qotishmalar bo'lib, ular matritsa sifatida nikeldan foydalanadilar (odatda 50% dan ortiq tarkib) va 650 dan 1000 daraja oralig'ida oksidlanish va gaz korroziyasiga yuqori quvvat va yaxshi qarshilikka ega. U Cr20Ni80 qotishmasi asosida ishlab chiqilgan. 1000 daraja atrofida yuqori haroratli issiqlik quvvati (yuqori haroratli quvvat, o'rmalanish qarshiligi, yuqori haroratli charchoq kuchi) va gaz muhitida oksidlanishga qarshi va korroziyaga qarshi talablarni qondirish uchun ko'p miqdorda armatura qo'shildi. . Uning yuqori haroratli ishlashini ta'minlash uchun W, Mo, Ti, Al, Nb, Co va boshqalar kabi elementlar. Qattiq eritmani mustahkamlashdan tashqari, super qotishmalar Al, Ti va boshqalar tomonidan hosil qilingan intermetalik birikma ′ fazasining (Ni3Al yoki Ni3Ti va boshqalar) yog'ingarchilik bilan mustahkamlanishiga tayanadi, ba'zi bir nozik barqaror MC, M23C6 ning intragranular dispersiyasini kuchaytiradi. karbidlar va B, Zr, Re va boshqalar don chegaralarini tozalash va mustahkamlashda rol o'ynaydi. Cr ni qo'shishdan maqsad yuqori haroratli qotishmalarning oksidlanishga qarshi va yuqori haroratli korroziyaga chidamliligini yanada yaxshilashdir. Nikel asosidagi super qotishmalar yaxshi keng qamrovli xususiyatlarga ega va aerokosmik, avtomobilsozlik, aloqa va elektronika sanoatida keng qo'llaniladi. Nikel asosidagi qotishmalarning potentsial xususiyatlarini o'rganish bilan tadqiqotchilar ularning ishlashi uchun yuqori talablarni ilgari surdilar. Mahalliy va xorijiy olimlar izotermik zarb, ekstruziya deformatsiyasi, qoplama deformatsiyasi va boshqalar kabi nikel asosidagi qotishmalarni qayta ishlashning yangi usullarini ishlab chiqdilar.
2. Nikel asosidagi super qotishmalarning rivojlanish tarixi
Nikel asosidagi super qotishmalar super qotishmalarning butun sohasida ayniqsa muhim o'rinni egallaydi. Uning rivojlanishi va ishlatilishi 1930-yillarning oxirida boshlangan va reaktiv samolyotlarning paydo bo'lishi super qotishmalarning ishlashiga yuqori talablar qo'yganligi fonida ishlab chiqilgan. . Birlashgan Qirollik birinchi marta nikel asosidagi Nimonic75 (Ni{4}}Cr-0.4Ti) qotishmasini 1941-yilda ishlab chiqardi. Siqilish kuchini yaxshilash uchun Nimonic80 (Ni{{9}) ishlab chiqarish uchun alyuminiy qo'shildi. }Cr-2.5Ti-1.3Al). AQSH{14}}oʻrtalarida, 1940-yillar oxirida Sovet Ittifoqi va{16}}oʻrtalarida Xitoyda nikel asosidagi super qotishmalar ham ishlab chiqildi.
Nikel asosidagi yuqori haroratli qotishmalarni ishlab chiqish ikki jihatni o'z ichiga oladi: qotishma tarkibini yaxshilash va ishlab chiqarish jarayonlarini innovatsiya qilish. 1950-yillarning boshlarida vakuumli eritish texnologiyasining rivojlanishi yuqori alyuminiy va titanni o'z ichiga olgan nikel asosidagi qotishmalarni tozalash uchun sharoit yaratdi; 1950-yillarning oxirida sarmoyaviy nozik quyish texnologiyasi yaxshi yuqori haroratli quvvatga ega bo'lgan bir qator quyma qotishmalarni ishlab chiqish uchun ishlatilgan; 1960-yillarda O'rta muddatli istiqbolda yo'nalishli kristallanish va monokristalli super qotishmalar va chang metallurgiya super qotishmalari yaxshiroq ishlashga ega; kemalar va sanoat gaz turbinalari ehtiyojlarini qondirish uchun 1960-yillardan beri issiq korroziyaga chidamliligi va barqaror tuzilishiga ega bo'lgan bir qator yuqori xromli nikelli yuqori xromli nikelli qotishmalar ishlab chiqildi. qotishma. 1940-yillarning boshidan 1970-yillarning oxirigacha taxminan 40 yil ichida nikel asosidagi qotishmalarning ish harorati 700 darajadan 1100 darajaga ko'tarildi va yiliga o'rtacha 10 darajaga o'sdi.
