ABSTRACT

NI-base superseosmateriaalista valettu materiaalit tarjoavat erinomaisen tasapainon korkean lämpötilan lujuus, väsymiskestävyys, hapettumiskestävyys ja pinnoitus suorituskykyä janiitä voidaan valmistaa erittäin tiukkojen toleranssien erittäin monimutkainen kokoonpanoissa, kuten aksiaalinen ja keskipakoisvoiman kiinteä valettu turbiinin pyörät. Tämän seurauksena valettu superseoksia käytetään kaikkein vaativimpiin sovelluksiin lentokoneiden ja teollisuuden kaasuturbiinimoottorit. Näiden materiaalien laajenee pienempiin mikroturbiini-, Suihkuturbiini-, turboahdin ja ohjusten moottorin sovelluksissa koska tämä ainutlaatuinen yhdistelmä toivottuja ominaisuuksia. Tämä paperi esittää yleiskuvan sovelluksen investointien heittää Ni-base super- ja prosessi kyky pieni turbiinin ja ohjusten moottoreita.

 

INTRODUCTION

Nickel-base superseosmateriaalista materiaaleja on laaja sovellus kuuma turbiiniosan lentokoneiden ja teollisuuden kaasuturbiinimoottorit. Perinteisesti, kuuman osan kaasuturbiinin metalliseos kehitys alkaa moottori vaatimuksia, joita ei voida täyttää olemassa olevat seokset, esim., Korkeammassa lämpötilassa, lujuutta tai kestävyyttä vaatimukset. Cast Ni-base superseokset tarjoavat ainutlaatuisen ominaisuuksien yhdistelmää sopivanämä vaatimukset, jotka ovat sovellettavissa myös pieniin turbiinin ja ohjusten moottoreita.

- superseokset käsittää ryhmän seokset, jotka perustuvatnikkeli, rauta tai koboltti, joita käytetään rakenteellisesti käyttölämpötiloissa 538 ° C (1000 ° F) tai suurempi. Superseoksiin erinomaiseen korotetussa lämpötilassa ominaisuudet janiitä käytetään sovelluksissa, joissa kuumin lämpötila ja \\ eikä rasitetuimpiin kaasuturbiinin, erityisesti turbiinin siipien (tai kauhat), siipien (tai suuttimet), kiinteä pyörät, levyjä ja polttokammion osat. Lisäksi säilyttää korkea lujuus käyttölämpötiloissa lähestyy 85% sulamispiste,nämä materiaalit on hyvät kuuma korroosio ja hapettumiskestävyys tarvitaan kaasuturbiinin ympäristön. Myös superseokset voidaan taloudellisesti heitetään osien monimutkaisia ​​muotoja ja \\ eikä sisäistä kokoonpanoissa ohjattu yhtenäinen mikrorakenne.//

Superalloys otettiin ensimmäisen kerran käyttöön sotilaallinen kaasuturbiinimoottoreita toisen maailmansodan aikana, ja tekniikka on kehittynyt dramaattisesti siitä lähtien. Jatkuva inkrementaalinen materiaalit edistysaskeleet on otettu käyttöön valuprosessin kehityksen ja optimoitu seokset ”hopscotching” toisiaan etukäteen koko materiaalin ominaisuus. Nämä edistysaskeleet ovat perinteisesti valettu, equiax (EQ) seokset, suunnatusti kiinteytyi (DS) ja yhden kiteen (SX) valettu komponentteja. Tämä paperi käsittelee ominaisuudet ja käyttötarkoitukset kunkin valu teknologia, sekä esimerkkejä seokset ja ominaisuuksia. -

   valuprosessin KEHITTÄMINEN  

kuviossa 1. Casting Technology Progression  

- alkuperäisen sovelluksia valettu superseoksen turbiinin lavat ja siivet olivat tavanomaisia ​​valettu , equiax (EQ) seokset. Equiax valukappaleita käytetään useimmissa sovelluksissa, mukaan lukien staattisen ja pyöriviä osia, kiinteä pyörät ja rakenneosien. Ominaisuusvaatimuksia ovat korkea kuume viruminen ja väsymislujuus, sitkeys ja hitsattavuus sekä valmistus- ja korjaus.

- käyttöön suunnattua kiinteytystä valmistettu valukappaleiden kuitumaisten rakeiden yhdensuuntaisesti korkean stressin lastaus suuntaan pyöriviä osia (kuvio 1) [1]. Näiden valukappaleiden toteuttaa merkittäviä voittoja viruminen

rupture lujuus ja LCF elämän johtuen poistamisesta raerajojen poikittain suuren stressin kuormaus- akselin ja vähentää mikrohuokoisuuden johtuvat hitaasti jähmettymisrintaman olennaisesti DS- technology . DS seokset ovat tyypillisesti määritelty pyörivän osan sovelluksiin, kuten 2. ja 3. vaihe turbiinien siivet, Sne101; EQ seokset eivät anna riittäviä virumislujuus.&#

A pidentämistä DS valu tekniikka oli käyttöönotto yksikiteisen prosesseja, uraauurtava Pratt

Whitney Aircraft [2], joka poistaa kaikki raerajojen janäin ollen tarve raerajan vahvistamista elementtejä, kuten C, B, Hf ja Zr. Koskanämä elementit ovat sulamispiste alentavia, lämpötila kyky SX seokset parani merkittävästi. Yksittäinen kide seoksia käytetään kaikkein vaativa suuri stressikorkean lämpötilan moottorin sovelluksissa, kuten 1. vaihe turbiinien siivet ja siivet ja polttokammion osat. Edut SX valukappaleiden ovat parannettu creeprupture, väsymys, hapettuminen ja pinnoitus ominaisuudet, mikä johtaa erinomaiseen turbiini moottorin suorituskykyä ja kestävyyttä [2&6]. Lisäksi, yksi kide seokset säilyttävät suuremman osanniiden paksu osa repeämä elämän seinämän paksuus pienenee (kuvio 2) [7]./-

Figure 2. repeämä elämän vs.näytteen paksuudenmittausvälineet osoittaa hyötyä SX valut yli DSeq/

ADVANCED Superalloy aineiden

Advanced superseoksen materiaalit on otettu käyttöön vastaamaan teollisuuden tarpeisiin parantamiseksi seoksen ominaisuuksiin. Equiax seokset CM 939 Weldable®, CM 247 LC® ja CM 681 LC®, DS seokset CM 247 LC ja CM 186 LC® ja SX metalliseos CMSX

4® edustavatnäitä parannuksia.-

cm 939 Weldable® Alloy

in 939 metalliseos (Taulukko 1 [8]) kehitettiin 1960-luvun lopulla International Nickel Company. Tämä 22% kromia (Cr), kuuma korroosion kestävä metalliseos onnähnyt laaja soveltaminen teollisen kaasuturbiinin (IGT) markkinoilla tasa-akselinen siipiä, segmentit ja poltin suuttimet. Kuitenkin, IN 939 valut on vaikea hitsata korjaus, koska marginaalinen sitkeys ja liittyvät metalliseos kemian suunnittelu.

Google Näiden vaikeuksien Cannon

Muskegon kehitetty modifioitu versio IN 939 metalliseos parantaa korjaus hitsattavuus ja mekaaniset ominaisuudet, painottaen metalliseos sitkeyteen. Optimoitu tavoitteena kemia luotiin pienentyneellä Al, Ti, Ta ja Cb (janäin ollen alempi tilavuusosuus gamma prime vaihe) verrattuna standardin mukaisen IN 939, optimoitu B, Zr ja C-pitoisuus ja parantanut metalliseos puhtaus S, P, N, O:n ja Si. Tämä patentoitu koostumusnimettiin CM 939 hitsattavat metalliseos.-