Jenis superalloys

Pengenalan
Piawaian pengeluaran moden sangat menuntut. Jurutera dan pereka sentiasa diminta untuk memenuhi keperluan industri untuk prestasi, umur panjang, kemampanan dan pengoptimuman kos. Pengeluaran perindustrian adalah dalam keadaan pembangunan yang berterusan. Prinsip reka bentuk baru, kaedah pengeluaran dan bahan adalah penting untuk inovasi.

Sesetengah industri sangat menuntut, seperti industri aeroangkasa. Produk aeroangkasa tertakluk kepada keadaan yang melampau semasa hayat perkhidmatan mereka. Kaedah dan bahan tradisional tidak mencukupi untuk memenuhi piawaian industri: inilah sebabnya jurutera aeroangkasa menggunakan bahan seperti superalloys.

Apa itu Superalloys?
Pada asasnya, superalloys adalah bahan dengan statistik prestasi yang melampau. Ciri -ciri utama superalloys adalah ketahanan yang tinggi, kekuatan mekanikal yang melampau, thermoelasticity dan kehidupan yang panjang. Harta yang paling penting dari superalloy adalah keupayaannya untuk beroperasi pada pecahan tinggi titik lebur. Semua sifat di atas membuat superalloys penting untuk industri aeroangkasa.

Idea asal untuk membangunkan bahan -bahan yang sesuai untuk beroperasi dalam keadaan yang melampau datang dari keinginan untuk merancang kenderaan yang boleh membawa kita lebih tinggi dan lebih cepat. Perkembangan superalloys berkait rapat dengan perkembangan pesat industri aeroangkasa selepas Perang Dunia II.

Jenis superalloys
Terdapat banyak jenis superalloy yang digunakan dalam industri aeroangkasa. Salah satu jenis yang paling biasa digunakan ialah superalloy berasaskan titanium. Titanium tulen mempunyai ketumpatan yang agak rendah, kekuatan tinggi, dan rintangan kakisan yang tinggi. Di samping itu, Titanium adalah satu -satunya elemen yang terbakar dengan nitrogen. Titanium adalah kuat seperti keluli, tetapi beratnya hampir separuh sebanyak. Ciri -ciri ini semata -mata menjadikannya bahan yang ideal untuk industri aeroangkasa, di mana nisbah berat/kekuatan adalah kritikal. Titanium bercampur dengan unsur -unsur lain dalam perkadaran tertentu untuk meningkatkan lagi sifatnya yang sangat baik.

Salah satu aloi berasaskan titanium yang paling biasa digunakan ialah ti -6 al -4 v aloi. Ia mengandungi aluminium dan vanadium sebagai tambahan kepada titanium dan terutamanya digunakan dalam bingkai kokpit, kotak sayap, dan struktur pengikat untuk pesawat komersil. Aloi ini mempamerkan keseimbangan sifat yang baik seperti kekuatan, kemuluran, ketangguhan patah, kekuatan suhu tinggi, sifat rayap, kebolehkerjaan, kebolehkerjaan, dan kebolehkerjaan panas. Ti -6 al -2 sn -4 zr -2 aloi mo adalah aloi tahan panas yang dibangunkan pada akhir 1960-an. Suhu rintangan habanya adalah kira -kira 450˚C. Aloi ini sering digunakan dalam cakera pemampat, dan suhu perkhidmatan atasnya ialah 500˚C. Ti -5 al -2 sn -2 zr -4 cr -4 mo aloi, kadang -kadang disebut sebagai "Ti17" aloi, adalah aloi dengan kekuatan yang tinggi dan kekerasan fraktur yang sangat baik yang dibangunkan di Amerika Syarikat pada tahun 1970s. Suhu rintangan habanya adalah kira -kira 350˚C. Dalam enjin pesawat komersil, kipas dan aci dibina sebagai satu bahagian untuk mengurangkan berat enjin. Ti -10 v -2 fe -3 al aloi mempunyai kekerasan yang sangat baik, kekuatan tinggi dan kekuatan keletihan yang tinggi dan terutamanya digunakan dalam gear pendaratan.

Sebagai tambahan kepada aloi berasaskan titanium, aloi berasaskan besi adalah satu lagi kelas aloi yang biasa digunakan dalam pelbagai industri seperti industri aeroangkasa dan ketenteraan. Pada asasnya, aloi berasaskan besi adalah aloi yang kebanyakannya terdiri daripada besi. Beberapa aloi berasaskan besi yang paling biasa digunakan adalah keluli tahan karat, besi tuang, dan keluli karbon yang tinggi. Aloi berasaskan besi umumnya mempamerkan keseimbangan sifat yang baik, termasuk rintangan haba, rintangan kakisan, ketahanan, kekuatan, dan keanjalan terma. Walaupun mereka tidak mempamerkan prestasi yang sangat tinggi seperti aloi suhu tinggi berasaskan titanium atau aloi suhu tinggi lain, kemudahan sintesis dan keberkesanan kos menjadikannya tidak ternilai.

Satu lagi kategori aloi penting dalam industri aeroangkasa dan ketenteraan adalah aloi aluminium. Nisbah berat ke kekuatan aluminium mentah sudah mengagumkan dengan sendirinya. Menambah unsur aloi tembaga, magnesium, mangan, silikon, timah, nikel, dan zink meningkatkan sifat -sifat ini, menjadikan aloi aluminium sesuai untuk aplikasi ketenteraan dan aeroangkasa. Siri 7xxx aloi aluminium adalah kategori yang paling biasa digunakan dalam aplikasi aeroangkasa. Elemen aloi utama dalam siri 7xxx adalah zink, menjadikan kategori ini sebagai aloi aluminium terkuat. Kekuatan hasil aloi siri 7xxx melebihi 500 MPa. Aloi 7xxx yang paling biasa adalah al-Zn-Mg-Cu dan Al-Li-Cu-Mg.