A szuperötvözetek vonatkozó irányelvei és osztályozása a kínai szuperötvözet-iparban
Szuperötvözet olyan vas-, nikkel- és kobalt alapú fémanyagra vonatkozik, amely hosszú ideig képes működni 600 ℃ feletti magas hőmérsékleten és bizonyos feszültség mellett. A szuperötvözet magas hőmérsékleti szilárdsággal, jó oxidáció- és korrózióállósággal, jó kifáradási teljesítménnyel, törési szilárdsággal és egyéb átfogó tulajdonságokkal rendelkezik. A szuperötvözetek legnagyobb tulajdonsága nem az, hogy abszolút olvadáspontjuk nagyon magas, hanem az, hogy magas hőmérsékleten is jó tulajdonságokkal rendelkeznek.
A 2012-ben kiadott „Tizenkettedik ötéves fejlesztési tervben az új anyagipar számára” a csúcskategóriás fémszerkezeti anyagok, köztük a szuperötvözetek szerepeltek az új anyagipar hat kulcsfontosságú fejlesztési területe között.
idő |
fájl neve |
tartalom |
2012.1 |
"Az új anyagipar tizenkettedik ötéves fejlesztési terve" |
A főbb berendezések legfontosabb alátámasztó fémszerkezeti anyagai között említik a szuperötvözet lapátokat a gázturbinákhoz és a szuperötvözeteket az űrhajózáshoz. |
2015.5 |
"Made in China 2025" |
A tíz fő terület közül a repülőgépipar, az elektromos energia és más területek magas hőmérsékletű ötvözetek |
2016.10 |
"Ipari technológiai innovációs képességfejlesztési terv (2016-2020)" |
Gyorsítsa fel a kulcsfontosságú stratégiai anyagok, például a szuperötvözetek fejlesztését |
2016.12 |
„Nemzetstratégiai feltörekvő iparágak fejlesztésének 13. ötéves terve” |
Építsen fel egy adalékanyag-gyártó ipari láncot, és törje át az additív gyártáshoz használt speciális anyagokat, például a magas hőmérsékletű ötvözetek |
2016.12 |
"Új anyagipari fejlesztési útmutató" |
Az új anyagbiztosítási szintet javító projektben a repülőgép-ipari berendezések anyagai és az erőgépek anyagai a szuperötvözet pengetechnológia kutatását és fejlesztését, a vezető új anyagi kísérleti projekt adalékanyag-gyártási anyagai pedig a szuperötvözetek fémporaiban történt áttöréseket és kulcsfontosságú eszközök fejlesztését említették. új anyagfelhasználások, például szuperötvözetek. Szabványok bemutatása és megfogalmazása a magas hőmérsékletű ötvözetek, nikkel, alumínium, magnézium és más fémek és ötvözetporok számára |
2017.4 |
"Az anyagtudományi és technológiai innováció speciális terve a 13. ötéves tervben" |
Erőteljesen fejlesztek szuperötvözeteket, hogy kielégítsék hazám nagy projektjeihez és a honvédelmi építkezéshez szükséges anyagi szükségleteket |
2017.11 |
"Hároméves cselekvési terv a gyártás alapvető versenyképességének javítására (2018-2020)" |
Fel kell gyorsítani a fejlett fém és nem fémes kulcsanyagok iparosítását, és összpontosítani a szuperötvözet anyagok fejlesztésére a motorokhoz |
2017.12 |
"Additív feldolgozóipar fejlesztési cselekvési terv (2017-2020)" |
Kiváló minőségű titánötvözet, szuperötvözet, alumíniumötvözet és egyéb fémporok kifejlesztése alacsony üreges porráfordítással, szabályos részecskeformával, egyenletes részecskemérettel és alacsony szennyezőelem-tartalommal. |
2018.3 |
„Új anyagszabványú kísérleti cselekvési terv (2018-2020)" |
Az új anyagok fejlesztésének kísérleti szabványa a magas hőmérsékletű ötvözetekre összpontosít, és megvalósítja a magas hőmérsékletű ötvözetek hazai ellátását. |
2018.5 |
„2018. évi ipari átalakítási és korszerűsítési alap munkaútmutató” |
A legfontosabb alapanyagok a szuperötvözet anyagok alátámasztására összpontosítanak az űrrepülés szabványos alkatrészeihez |
2019.11 |
"Ipari szerkezeti kiigazítási útmutató katalógusa (2019-es kiadás)" |
A vas és az acél támogatja a magas hőmérsékletű ötvözeteket, a gépek támogatják a gázturbinák magas hőmérsékletű alkatrészeit (forgórésztest kovácsolás 300 MW feletti nagy teljesítményű gázturbinákhoz, nagyméretű, magas hőmérsékletű könnyűfém keréktárcsák, hengerblokkok, lapátok stb.) és vezérlést rendszerek |
Adatforrás: nyilvános információk összeállítása
Magas hőmérsékletű környezetben az anyag felgyorsítja a lebomlást, és a szervezet hajlamos az instabilitásra, deformációra és repedések növekedésére a hőmérséklet és feszültség hatására, az anyag felületén a használat során oxidáció és korrózió, valamint a magas hőmérsékleti ellenállás és magas hőmérsékletű ötvözet ellenálló képessége A korrózió és egyéb tulajdonságok elsősorban annak kémiai összetételétől és szervezeti felépítésétől függenek.
A mátrixelemek szerint a szuperötvözetek vas alapú szuperötvözetek (14.3%), nikkel alapú szuperötvözetek (80%) és kobalt alapú szuperötvözetek (5.7%) oszthatók.
Osztályozási szabvány |
típus |
Anyagjellemzők |
Alapelem |
Vas alapú szuperötvözet |
Hőálló ötvözött acélként is ismert, a hőálló ötvözött acél a normalizálási követelményei szerint martenzitre, ausztenitre, perlitre és ferrites hőálló acélra osztható. Az üzemi hőmérséklet alacsony (600-850 ℃), és általában olyan alkatrészekhez használják, amelyek alacsony üzemi hőmérsékletű a motorban, mint például a turbinatárcsák, házak és tengelyek. |
Nikkel alapú szuperötvözet |
A legmagasabb üzemi hőmérsékletet (körülbelül 1000°C) széles körben használják a repülőgép-sugárhajtóművek és a különféle ipari gázturbinák legforróbb alkatrészeinek gyártásánál, mint például a turbina munkalapátok, vezetőlapátok, turbinák stb. |
|
Kobalt alapú szuperötvözet |
Az üzemi hőmérséklet körülbelül 950 ℃, jó önthetőség és hegeszthetőség. Főleg vezetőlapát anyagként használják. Az ötvözet drága a kevesebb kobaltkészlet miatt. |
|
Előkészítési folyamat |
Deformált szuperötvözet |
A legnagyobb mennyiség egy magas hőmérsékletű ötvözet mesterötvözet elkészítéséhez szükséges, majd hideg és meleg deformációs módszerekkel, például kovácsolással, hengerléssel és extrudálással anyaggá dolgozzák. Az ötvözés mértéke és a magas hőmérsékleten való szilárdság alacsony. |
Szuperötvözet öntése |
Minél magasabb az üzemi hőmérséklet és a szilárdság, annál magasabb az ötvözés mértéke. Ilyen körülmények között a hagyományos melegalakítás nehezebb, egyes alkatrészek szerkezetileg bonyolultak, és az alkatrészek előállításához precíziós öntési eljárások szükségesek. |
|
Porkohászati szuperötvözet |
Folyékony fémporlasztással vagy nagy energiájú golyósmarógép-porral a kristályszemcsék finomak, az összetétel és a szerkezet egységes, a meleg megmunkálhatóság pedig jelentősen javul. Az öntött, nehezen deformálható szuperötvözetek hőre lágyuló képességük por módszerrel történő javításával alakíthatók deformált szuperötvözetekké. |
|
Intermetallikus összetett szuperötvözet |
A Ti-Al intermetallikus vegyület alacsony sűrűséggel, fajlagos szilárdsággal, nagy fajlagos merevséggel és kiváló magas hőmérsékleti teljesítménnyel rendelkezik. Ez a legideálisabb új, magas hőmérsékletű szerkezeti anyag az űrrepülési sakkhoz. |
|
Erősítő módszer |
Szilárd oldattal erősített szuperötvözet |
Kiváló oxidációs ellenállással, jó plaszticitással és alakíthatósággal, valamint bizonyos magas hőmérsékleti szilárdsággal rendelkezik. Főleg magasabb környezeti hőmérsékletű, de kisebb igénybevételű alkatrészekhez, például égésterekhez és lángcsövekhez használják. |
Öregítéssel erősített szuperötvözet |
Magas hőmérsékleti szilárdsággal és kúszási szilárdsággal rendelkezik, valamint jó általános teljesítményt nyújt. Főleg nagy terhelésű, magas környezeti hőmérsékletű és közepes hőmérsékletű alkatrészekhez, például turbinalapátokhoz és turbinatárcsákhoz használják. |
|
Oxid diszperzióval erősített szuperötvözet |
Az oxid részecskék eloszlanak az ötvözetben, amely nagy termikus stabilitással rendelkezik, és 1000 ℃ feletti szilárdságot képes fenntartani |
|
Szemcsehatárral megerősített szuperötvözet |
Nyomelemek, például bór, cérium, cirkónium és magnézium hozzáadása az ötvözethez javítja a szemcsehatár állapotát és javítja az ötvözet kúszásállóságát. |
Adatforrás: nyilvános információk összeállítása