យ៉ាន់ស្ព័រដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ត្រូវបានគេហៅថាយ៉ាន់ស្ព័រដែលមានកម្លាំងកំដៅផងដែរ។ យោងទៅតាមរចនាសម្ព័នម៉ាទ្រីស សមា្ភារៈអាចត្រូវបានបែងចែកជា 3 ប្រភេទ៖ នីកែលផ្អែកលើជាតិដែក និងផ្អែកលើក្រូមីញ៉ូម។ យោងតាមរបៀបផលិតកម្ម វាអាចត្រូវបានបែងចែកទៅជា superalloy ខូចទ្រង់ទ្រាយ និង cast superalloy ។
វាជាវត្ថុធាតុដើមដែលមិនអាចខ្វះបានក្នុងវិស័យអវកាស។ វាជាសម្ភារៈសំខាន់សម្រាប់ផ្នែកដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៃម៉ាស៊ីនផលិតយន្តហោះ និងអាកាសចរណ៍។ វាត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់ការផលិតអង្គជំនុំជម្រះ្រំមហះ, blade ទួរប៊ីន, blade មគ្គុទេសក៍, ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់និងថាសទួរប៊ីន, ករណីទួរប៊ីននិងផ្នែកផ្សេងទៀត។ ជួរសីតុណ្ហភាពសេវាកម្មគឺ 600 ℃ - 1200 ℃។ ស្ថានភាពស្ត្រេស និងបរិស្ថានប្រែប្រួលទៅតាមផ្នែកដែលបានប្រើ។ មានតម្រូវការយ៉ាងតឹងរឹងសម្រាប់លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច រូបវន្ត និងគីមីនៃយ៉ាន់ស្ព័រ។ វាគឺជាកត្តាសម្រេចចិត្តសម្រាប់ដំណើរការ ភាពជឿជាក់ និងអាយុកាលរបស់ម៉ាស៊ីន។ ដូច្នេះ superalloy គឺជាគម្រោងស្រាវជ្រាវដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងវិស័យអវកាស និងការការពារជាតិនៅក្នុងប្រទេសអភិវឌ្ឍន៍។
កម្មវិធីសំខាន់នៃ superalloys គឺ:
1. យ៉ាន់ស្ព័រសីតុណ្ហភាពខ្ពស់សម្រាប់អង្គជំនុំជម្រះ្រំមហះ
អង្គជំនុំជម្រះ្រំមហះ (ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាបំពង់អណ្តាតភ្លើង) នៃម៉ាស៊ីនទួរប៊ីនអាកាសចរណ៍គឺជាសមាសធាតុសំខាន់មួយនៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ចាប់តាំងពីការចំហេះឥន្ធនៈ ការលាយប្រេង និងឧស្ម័ន និងដំណើរការផ្សេងទៀតត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងបន្ទប់ចំហេះ សីតុណ្ហភាពអតិបរមានៅក្នុងបន្ទប់ចំហេះអាចឡើងដល់ 1500 ℃ - 2000 ℃ ហើយសីតុណ្ហភាពជញ្ជាំងនៅក្នុងបន្ទប់ចំហេះអាចឡើងដល់ 1100 ℃។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វាក៏មានភាពតានតឹងផ្នែកកម្ដៅ និងភាពតានតឹងឧស្ម័នផងដែរ។ ម៉ាស៊ីនភាគច្រើនដែលមានសមាមាត្រកម្លាំង / ទម្ងន់ខ្ពស់ប្រើអង្គជំនុំជម្រះ្រំមហះដែលមានប្រវែងខ្លីនិងសមត្ថភាពកំដៅខ្ពស់។ សីតុណ្ហភាពអតិបរិមានៅក្នុងបន្ទប់ចំហេះឡើងដល់ 2000 ℃ ហើយសីតុណ្ហភាពជញ្ជាំងឡើងដល់ 1150 ℃ បន្ទាប់ពីខ្សែភាពយន្តហ្គាស ឬ ចំហាយទឹកត្រជាក់។ ជម្រាលសីតុណ្ហភាពដ៏ធំរវាងផ្នែកផ្សេងៗនឹងបង្កើតភាពតានតឹងកម្ដៅ ដែលនឹងកើនឡើង និងធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំងនៅពេលដែលស្ថានភាពការងារផ្លាស់ប្តូរ។ សម្ភារៈនឹងទទួលរងការប៉ះទង្គិចកម្ដៅ និងបន្ទុកកម្ដៅ ហើយនឹងមានការខូចទ្រង់ទ្រាយ ស្នាមប្រេះ និងកំហុសផ្សេងៗទៀត។ ជាទូទៅ អង្គជំនុំជម្រះ្រំមហះត្រូវបានធ្វើឡើងពីយ៉ាន់ស្ព័រ ហើយតម្រូវការបច្ចេកទេសត្រូវបានសង្ខេបដូចខាងក្រោមនេះបើយោងតាមលក្ខខណ្ឌសេវាកម្មនៃផ្នែកជាក់លាក់៖ វាមានភាពធន់ទ្រាំអុកស៊ីតកម្មជាក់លាក់ និងធន់នឹងការច្រេះឧស្ម័នក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការប្រើប្រាស់យ៉ាន់ស្ព័រ និងឧស្ម័នដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ។ វាមានកម្លាំងភ្លាមៗ និងធន់ជាក់លាក់ ដំណើរការអស់កម្លាំងកម្ដៅ និងមេគុណពង្រីកទាប។ វាមានសមត្ថភាពផ្លាស្ទិច និងផ្សារដែកគ្រប់គ្រាន់ ដើម្បីធានាបាននូវដំណើរការ បង្កើត និងការតភ្ជាប់។ វាមានស្ថេរភាពល្អក្នុងការរៀបចំក្រោមវដ្តកម្ដៅ ដើម្បីធានាបាននូវប្រតិបត្តិការដែលអាចទុកចិត្តបានក្នុងជីវិតសេវាកម្ម។
ក. MA956 អាលុយមីញ៉ូម porous laminate
នៅដំណាក់កាលដំបូង កម្រាលឥដ្ឋធ្វើពីលោហធាតុ HS-188 ដោយការផ្សារភ្ជាប់ការសាយភាយ បន្ទាប់ពីត្រូវបានថតរូប ឆ្លាក់ ចង្អូរ និងដាល់។ ស្រទាប់ខាងក្នុងអាចត្រូវបានបង្កើតជាឆានែលត្រជាក់ដ៏ល្អយោងទៅតាមតម្រូវការនៃការរចនា។ ការធ្វើឱ្យត្រជាក់រចនាសម្ព័ន្ធនេះត្រូវការតែ 30% នៃឧស្ម័នត្រជាក់នៃការត្រជាក់ខ្សែភាពយន្តបែបប្រពៃណី ដែលអាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពនៃវដ្តកម្ដៅរបស់ម៉ាស៊ីន កាត់បន្ថយសមត្ថភាពផ្ទុកកំដៅជាក់ស្តែងនៃសម្ភារៈអង្គជំនុំជម្រះ្រំមហះ កាត់បន្ថយទម្ងន់ និងបង្កើនទម្ងន់រុញ។ សមាមាត្រ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ វានៅតែចាំបាច់ក្នុងការទម្លុះបច្ចេកវិជ្ជាគន្លឹះមុននឹងដាក់ឱ្យប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែង។ កម្រាលឥដ្ឋដែលធ្វើពី MA956 គឺជាជំនាន់ថ្មីនៃសម្ភារៈអង្គជំនុំជម្រះ្រំមហះដែលណែនាំដោយសហរដ្ឋអាមេរិក ដែលអាចប្រើបាននៅសីតុណ្ហភាព 1300 ℃។
ខ. ការអនុវត្តសមាសធាតុសេរ៉ាមិចនៅក្នុងបន្ទប់ចំហេះ
សហរដ្ឋអាមេរិកបានចាប់ផ្តើមផ្ទៀងផ្ទាត់លទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់សេរ៉ាមិចសម្រាប់ទួរប៊ីនឧស្ម័នតាំងពីឆ្នាំ 1971។ នៅឆ្នាំ 1983 ក្រុមមួយចំនួនដែលចូលរួមក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍សម្ភារៈទំនើបនៅសហរដ្ឋអាមេរិកបានបង្កើតសូចនាករប្រតិបត្តិការជាបន្តបន្ទាប់សម្រាប់ទួរប៊ីនឧស្ម័នដែលប្រើក្នុងយន្តហោះទំនើប។ សូចនាករទាំងនេះគឺ: បង្កើនសីតុណ្ហភាពខ្យល់ចូលទួរប៊ីនដល់ 2200 ℃; ដំណើរការនៅក្រោមស្ថានភាព្រំមហះនៃការគណនាគីមី; កាត់បន្ថយដង់ស៊ីតេដែលបានអនុវត្តចំពោះផ្នែកទាំងនេះពី 8g/cm3 ទៅ 5g/cm3; បោះបង់ការត្រជាក់នៃសមាសធាតុ។ ដើម្បីបំពេញតាមតម្រូវការទាំងនេះ សម្ភារៈដែលបានសិក្សារួមមាន ក្រាហ្វិច ម៉ាទ្រីសដែក សមាសធាតុម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិច និងសមាសធាតុ intermetallic បន្ថែមលើសេរ៉ាមិចដំណាក់កាលតែមួយ។ សមាសធាតុម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិច (CMC) មានគុណសម្បត្តិដូចខាងក្រោមៈ
មេគុណពង្រីកនៃសម្ភារៈសេរ៉ាមិចមានទំហំតូចជាងលោហៈធាតុនីកែល ហើយថ្នាំកូតងាយនឹងរបូតចេញ។ ការបង្កើតសមាសធាតុសេរ៉ាមិចជាមួយនឹងលោហៈកម្រិតមធ្យមអាចយកឈ្នះលើពិការភាពនៃការឆាបឆេះ ដែលជាទិសដៅអភិវឌ្ឍន៍នៃសមា្ភារៈអង្គជំនុំជម្រះ្រំមហះ។ សម្ភារៈនេះអាចប្រើបានជាមួយនឹងខ្យល់ត្រជាក់ពី 10% ទៅ 20% ហើយសីតុណ្ហភាពនៃអ៊ីសូឡង់ខាងក្រោយដែកមានត្រឹមតែប្រហែល 800 ℃ ហើយសីតុណ្ហភាពផ្ទុកកំដៅគឺទាបជាងការត្រជាក់ផ្សេងគ្នា និងត្រជាក់ខ្សែភាពយន្ត។ Cast superalloy B1900+ ក្បឿងការពារថ្នាំកូតសេរ៉ាមិចត្រូវបានប្រើនៅក្នុងម៉ាស៊ីន V2500 ហើយទិសដៅអភិវឌ្ឍន៍គឺដើម្បីជំនួសក្បឿង B1900 (ជាមួយថ្នាំកូតសេរ៉ាមិច) ជាមួយនឹងសមាសធាតុផ្សំដែលមានមូលដ្ឋានលើ SiC ឬសមាសធាតុ C/C ប្រឆាំងនឹងអុកស៊ីតកម្ម។ សមាសធាតុម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិចគឺជាសម្ភារៈអភិវឌ្ឍន៍នៃអង្គជំនុំជម្រះ្រំមហះរបស់ម៉ាស៊ីនជាមួយនឹងសមាមាត្រទម្ងន់រុញនៃ 15-20 ហើយសីតុណ្ហភាពសេវាកម្មរបស់វាគឺ 1538 ℃ - 1650 ℃។ វាត្រូវបានប្រើសម្រាប់បំពង់អណ្តាតភ្លើង ជញ្ជាំងអណ្ដែត និងភ្លើងក្រោយភ្លើង។
2. យ៉ាន់ស្ព័រសីតុណ្ហភាពខ្ពស់សម្រាប់ទួរប៊ីន
ដាវទួរប៊ីនរបស់ម៉ាស៊ីន Aero-engine blade គឺជាសមាសធាតុមួយក្នុងចំណោមសមាសធាតុដែលផ្ទុកបន្ទុកសីតុណ្ហភាពធ្ងន់ធ្ងរបំផុត និងបរិយាកាសការងារដ៏អាក្រក់បំផុតនៅក្នុងម៉ាស៊ីនយន្តហោះ។ វាត្រូវតែទ្រាំទ្រនឹងភាពតានតឹងដ៏ធំនិងស្មុគស្មាញនៅក្រោមសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដូច្នេះតម្រូវការសម្ភារៈរបស់វាគឺតឹងរ៉ឹងណាស់។ superalloys សម្រាប់ blades ម៉ាស៊ីនទួរប៊ីនយន្តហោះ ត្រូវបានបែងចែកជាៈ
a.High temperature alloy for guide
deflector គឺជាផ្នែកមួយរបស់ម៉ាស៊ីនទួរប៊ីនដែលរងផលប៉ះពាល់ខ្លាំងបំផុតដោយកំដៅ។ នៅពេលដែល្រំមហះមិនស្មើគ្នាកើតឡើងនៅក្នុងបន្ទប់ចំហេះ បន្ទុកកំដៅនៃប្រអប់ណែនាំដំណាក់កាលទី 1 មានទំហំធំ ដែលជាហេតុផលចម្បងសម្រាប់ការខូចខាតនៃប្រអប់នាំផ្លូវ។ សីតុណ្ហភាពសេវាកម្មរបស់វាគឺប្រហែល 100 ℃ ខ្ពស់ជាងម៉ាស៊ីនទួរប៊ីន។ ភាពខុសគ្នាគឺថាផ្នែកឋិតិវន្តមិនត្រូវបានទទួលរងនូវបន្ទុកមេកានិចទេ។ ជាធម្មតា វាងាយនឹងបង្កជាភាពតានតឹងកម្ដៅ ការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយ ការបែកញើសកម្ដៅ និងការដុតក្នុងមូលដ្ឋានដែលបណ្តាលមកពីការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពយ៉ាងលឿន។ យ៉ាន់ស្ព័រណែនាំមានលក្ខណៈសម្បត្តិដូចខាងក្រោមៈ កម្លាំងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ ដំណើរការអចិន្ត្រៃយ៍ និងដំណើរការអស់កម្លាំងកម្ដៅល្អ ធន់នឹងអុកស៊ីតកម្មខ្ពស់ និងដំណើរការ corrosion កម្ដៅ ភាពតានតឹងកម្ដៅ និងធន់នឹងរំញ័រ សមត្ថភាពពត់កោង ដំណើរការផ្សិតដំណើរការល្អ និងលទ្ធភាពនៃការផ្សារភ្ជាប់។ និងប្រសិទ្ធភាពការពារថ្នាំកូត។
នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ម៉ាស៊ីនទំនើបៗភាគច្រើនដែលមានសមាមាត្រកម្លាំង/ទម្ងន់ខ្ពស់ ប្រើបន្ទះដែកប្រហោង ហើយវត្ថុធាតុដែកដែលមានមូលដ្ឋានលើនីកែលគ្រីស្តាល់តែមួយត្រូវបានជ្រើសរើស។ ម៉ាស៊ីនដែលមានសមាមាត្រកម្លាំងរុញច្រានខ្ពស់មានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ 1650 ℃ - 1930 ℃ ហើយត្រូវការការពារដោយថ្នាំកូតអ៊ីសូឡង់កម្ដៅ។ សីតុណ្ហភាពសេវាកម្មរបស់យ៉ាន់ស្ព័រ ក្រោមលក្ខខណ្ឌការពារត្រជាក់ និងថ្នាំកូតគឺលើសពី 1100 ℃ ដែលផ្តល់នូវតម្រូវការថ្មី និងខ្ពស់ជាងសម្រាប់តម្លៃដង់ស៊ីតេសីតុណ្ហភាពនៃសម្ភារៈ blade ណែនាំនាពេលអនាគត។
ខ. Superalloys សម្រាប់ blades ទួរប៊ីន
ទួរប៊ីន blades គឺជាផ្នែកបង្វិលកំដៅដ៏សំខាន់នៃម៉ាស៊ីនយន្តហោះ។ សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការរបស់ពួកគេគឺ 50 ℃ - 100 ℃ទាបជាង blades ណែនាំ។ ពួកវាទប់ទល់នឹងភាពតានតឹង centrifugal ដ៏អស្ចារ្យ ភាពតានតឹងរំញ័រ ភាពតានតឹងកម្ដៅ លំហូរខ្យល់ និងផលប៉ះពាល់ផ្សេងទៀតនៅពេលបង្វិល ហើយលក្ខខណ្ឌការងារមិនល្អ។ អាយុកាលសេវាកម្មនៃសមាសធាតុចុងក្តៅនៃម៉ាស៊ីនដែលមានសមាមាត្រកម្លាំង / ទម្ងន់ខ្ពស់គឺច្រើនជាង 2000 ម៉ោង។ ដូច្នេះ យ៉ាន់ស្ព័ររបស់ម៉ាស៊ីនទួរប៊ីនត្រូវមានភាពធន់នឹងការច្រេះខ្ពស់ និងកម្លាំងប្រេះឆានៅសីតុណ្ហភាពសេវាកម្ម លក្ខណៈសម្បត្តិទូលំទូលាយនៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងមធ្យមល្អ ដូចជាភាពអស់កម្លាំងនៃវដ្តខ្ពស់ និងទាប ភាពអស់កម្លាំងត្រជាក់ និងក្តៅ ភាពធន់នឹងការប៉ះទង្គិចគ្រប់គ្រាន់ និងភាពប្រែប្រួលនៃស្នាមរន្ធ។ ភាពធន់ទ្រាំអុកស៊ីតកម្មខ្ពស់និងភាពធន់ទ្រាំ corrosion; ចរន្តកំដៅល្អនិងមេគុណទាបនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរ; ដំណើរការល្អនៃដំណើរការចាក់; ស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធរយៈពេលវែងគ្មានទឹកភ្លៀងដំណាក់កាល TCP នៅសីតុណ្ហភាពសេវាកម្ម។ យ៉ាន់ស្ព័រដែលបានអនុវត្តឆ្លងកាត់បួនដំណាក់កាល; កម្មវិធីយ៉ាន់ស្ព័រដែលខូចទ្រង់ទ្រាយរួមមាន GH4033, GH4143, GH4118 ជាដើម។ ការប្រើប្រាស់យ៉ាន់ស្ព័ររួមមាន K403, K417, K418, K405, មាសដែលរឹងតាមទិសដៅ DZ4, DZ22, យ៉ាន់ស្ព័រគ្រីស្តាល់តែមួយ DD3, DD8, PW1484 ជាដើម។ នាពេលបច្ចុប្បន្ន វាបានអភិវឌ្ឍដល់ជំនាន់ទីបីនៃយ៉ាន់ស្ព័រតែមួយ។ យ៉ាន់ស្ព័រគ្រីស្តាល់តែមួយរបស់ចិន DD3 និង DD8 ត្រូវបានប្រើប្រាស់រៀងៗខ្លួននៅក្នុងម៉ាស៊ីនទួរប៊ីន ម៉ាស៊ីន turbofan ឧទ្ធម្ភាគចក្រ និងម៉ាស៊ីនកប៉ាល់។
3. យ៉ាន់ស្ព័រសីតុណ្ហភាពខ្ពស់សម្រាប់ថាសទួរប៊ីន
ថាសទួរប៊ីនគឺជាផ្នែកបង្វិលដែលមានភាពតានតឹងបំផុតនៃម៉ាស៊ីនទួរប៊ីន។ សីតុណ្ហភាពការងារនៃផ្ទៃកង់របស់ម៉ាស៊ីនជាមួយនឹងសមាមាត្រទម្ងន់ 8 និង 10 ឈានដល់ 650 ℃ និង 750 ℃ ហើយសីតុណ្ហភាពនៃមជ្ឈមណ្ឌលកង់គឺប្រហែល 300 ℃ ជាមួយនឹងភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពដ៏ធំមួយ។ ក្នុងអំឡុងពេលបង្វិលធម្មតា វាជំរុញឱ្យ blade បង្វិលក្នុងល្បឿនលឿន និងទទួលបានកម្លាំង centrifugal អតិបរមា ភាពតានតឹងកម្ដៅ និងភាពតានតឹងរំញ័រ។ រាល់ការចាប់ផ្តើម និងឈប់គឺជាវដ្តមួយ មជ្ឈមណ្ឌលកង់។ បំពង់ក ចង្អូរ បាត និងគែមទាំងអស់ ទទួលរងនូវភាពតានតឹងនៃសមាសធាតុផ្សេងៗគ្នា។ យ៉ាន់ស្ព័រត្រូវបានទាមទារដើម្បីឱ្យមានកម្លាំងទិន្នផលខ្ពស់បំផុត ភាពធន់នៃផលប៉ះពាល់ និងមិនមានស្នាមរន្ធនៅសីតុណ្ហភាពសេវាកម្ម។ មេគុណពង្រីកលីនេអ៊ែរទាប; ភាពធន់នឹងអុកស៊ីតកម្មនិងច្រេះជាក់លាក់; ដំណើរការកាត់ល្អ។
4. យានអវកាស superalloy
superalloy នៅក្នុងម៉ាស៊ីនរ៉ុក្កែតរាវត្រូវបានប្រើជាបន្ទះចាក់ប្រេងឥន្ធនៈនៃអង្គជំនុំជម្រះ្រំមហះនៅក្នុងបន្ទប់ thrust; ស្នប់ទួរប៊ីន កែងដៃ ប្រឡោះ ហ្រ្វាំងហ្រ្គីនឌឺរ ជាដើម។ យ៉ាន់ស្ព័រសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៅក្នុងម៉ាស៊ីនរ៉ុក្កែតរាវ ត្រូវបានប្រើជាបន្ទះចាក់បញ្ចូលអង្គជំនុំជម្រះឥន្ធនៈនៅក្នុងបន្ទប់រុញ។ ស្នប់ទួរប៊ីន កែងដៃ ប្រឡោះ ហ្រ្វាំងហ្រ្គីនឌឺរ ជាដើម។ GH4169 ត្រូវបានប្រើជាសម្ភារៈនៃទួរប៊ីន រ៉ោតទ័រ ស្នប់ ដៃអាវ ប្រដាប់ដាក់រនុក និងផ្នែកសំខាន់ៗផ្សេងទៀត។
សមា្ភារៈ rotor ទួរប៊ីននៃម៉ាស៊ីនរ៉ុក្កែតរាវរបស់អាមេរិក ភាគច្រើនរួមមាន បំពង់ស្រូបយក ទួរប៊ីន blade និងថាស។ យ៉ាន់ស្ព័រ GH1131 ភាគច្រើនត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងប្រទេសចិន ហើយបន្ទះទួរប៊ីនអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពការងារ។ Inconel x, Alloy713c, Astroloy និង Mar-M246 គួរតែត្រូវបានប្រើជាបន្តបន្ទាប់។ សមា្ភារៈឌីសកង់រួមមាន Inconel 718, Waspaloy ជាដើម។ ទួរប៊ីនអាំងតេក្រាល GH4169 និង GH4141 ត្រូវបានប្រើប្រាស់ភាគច្រើន ហើយ GH2038A ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ផ្នែកម៉ាស៊ីន។