โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง

โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในอุปกรณ์การบินและอวกาศ

องค์ประกอบของโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง
โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงจะขึ้นอยู่กับเหล็ก นิกเกิล และโคบอลต์ องค์ประกอบหลักอื่นๆ ได้แก่ โครเมียม อลูมิเนียม ไทเทเนียม ทังสเตน โมลิบดีนัม ฯลฯ เนื่องจากเป็นวัสดุโลหะชั้นหนึ่ง จึงสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 องศา และภายใต้สภาวะความเค้นบางอย่างเป็นเวลานาน มีความแข็งแรงและทนต่ออุณหภูมิสูง มีข้อดีหลายประการในแง่ของการเกิดออกซิเดชัน ความต้านทานการกัดกร่อนที่ร้อน ประสิทธิภาพการล้า ความเหนียวแตกหัก ฯลฯ

การใช้โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง
โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศ พลังงานนิวเคลียร์ อุตสาหกรรมยานยนต์ กังหันก๊าซ ปิโตรเคมี และสาขาอื่นๆ
จากมุมมองของสถานการณ์การใช้งานในตลาดโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงทั่วโลก สาขาการบินและอวกาศครองอันดับหนึ่งมายาวนาน ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 56% ของความต้องการของตลาด และส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตเครื่องยนต์การบินและอวกาศและตัวยึดการบินและอวกาศ

การจำแนกประเภทของโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง
1. โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงแบ่งออกเป็น: ตามองค์ประกอบพื้นฐาน:

• โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงเป็นส่วนประกอบของเหล็ก: มีอุณหภูมิในการทำงานต่ำกว่า 600~850 องศา และโดยทั่วไปจะใช้ในชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ที่มีอุณหภูมิในการทำงานต่ำกว่า เช่น จานกังหัน เคสซิ่ง เพลา และชิ้นส่วนอื่นๆ
• โลหะผสมอุณหภูมิสูงที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก: มีอุณหภูมิในการทำงานสูงสุดประมาณ 1,000 องศา และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนที่ร้อนแรงที่สุดของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทแอโรและกังหันก๊าซอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ใบพัดกังหัน ใบพัดนำ กังหัน ฯลฯ .

• โลหะผสมอุณหภูมิสูงที่ใช้โคบอลต์: อุณหภูมิในการทำงานประมาณ 950 องศา มีความสามารถในการหล่อและเชื่อมได้ดี ส่วนใหญ่จะใช้เป็นวัสดุใบมีดนำทาง เนื่องจากทรัพยากรโคบอลต์ต่ำ โลหะผสมประเภทนี้จึงมีราคาแพง

2. โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงแบ่งออกเป็น: ตามกระบวนการผลิต:

• โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงผิดรูป: อุณหภูมิในการทำงานคือ 600-1000 องศา โดยทั่วไปจะใช้ในจานคอมเพรสเซอร์และจานกังหันในเครื่องยนต์ มีความแข็งแรงค่อนข้างต่ำและมีความเป็นพลาสติกที่ดี การแปรรูปด้วยความร้อนและการเชื่อมได้

• ซูเปอร์อัลลอยสำหรับการหล่อ: สามารถแบ่งย่อยได้เป็นสามประเภท: ซูเปอร์อัลลอยคริสตัลที่เท่ากัน, ซูเปอร์อัลลอยคริสตัลเรียงเป็นแนวแข็งตัวในทิศทาง และซูเปอร์อัลลอยคริสตัลเดี่ยว

1) ซูเปอร์อัลลอยที่เท่ากัน: อุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ 1000 องศา โดยใช้วิธีการหล่อแบบเดิมซึ่งมีความสามารถในการรับอุณหภูมิค่อนข้างต่ำ ส่วนใหญ่จะใช้ในใบพัดด้านหลังของกังหันแรงดันต่ำเชิงกล มีการใช้งานที่หลากหลายและคิดเป็น 0% ของการหล่อทั้งหมด 60-70% ของส่วนประกอบ แต่กำไรเพิ่มเติมของผลิตภัณฑ์ต่ำ

2) ซูเปอร์อัลลอยด์ทรงกระบอกแข็งตัวในทิศทาง: อุณหภูมิในการทำงานคือ 1000-1100 องศา ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการแข็งตัวแบบทิศทางและมีความสามารถในการรับอุณหภูมิค่อนข้างสูง ส่วนใหญ่จะใช้ในใบพัดทำงานของกังหันแรงดันต่ำระยะแรกและระยะที่สองในเครื่องยนต์บางรุ่น ใบพัดคลาส 1 ขอบเขตการใช้งานจำกัดอยู่ที่ใบพัด และกำไรเพิ่มเติมของผลิตภัณฑ์ก็สูง

3) โลหะผสมอุณหภูมิสูงคริสตัลเดี่ยว: ด้วยอุณหภูมิในการทำงาน 1200 องศา ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการแข็งตัวตามทิศทางและเทคโนโลยีการเลือกคริสตัล โดยมีความสามารถในการรับอุณหภูมิสูงสุด ส่วนใหญ่จะใช้ในใบพัดล้อแรงดันสูงของเครื่องยนต์ขั้นสูงและใบพัดกังหันแรงดันต่ำสองขั้นตอนแรก ขอบเขตการใช้งานจำกัดอยู่ที่ใบมีดทำงาน สินค้าที่ให้ผลกำไรเพิ่มสูงสุด

• โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงชนิดใหม่: หมายถึงวัสดุโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงที่ผลิตผ่านกระบวนการผลิตใหม่ ซึ่งส่วนใหญ่รวมถึงโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงแบบผงและโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงที่มีความแข็งแรงสูงในการกระจายตัว (ODS)

1) ผงโลหะผสมอุณหภูมิสูง: อุณหภูมิการใช้งานคือ 1100 องศา โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงจะถูกทำให้เป็นอะตอมเป็นผง จากนั้นจึงใช้การกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนหรือการกดและการตีแบบไอโซสแตติกแบบร้อนเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง มีอัตราการใช้โลหะสูงและต้นทุนต่ำ มีลักษณะอุณหภูมิต่ำและมีความสามารถในการรับอุณหภูมิค่อนข้างสูง ปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ในจานกังหันและใบพัดกังหัน เป็นวัสดุที่ดีเยี่ยมสำหรับส่วนประกอบที่มีอุณหภูมิสูง เช่น จานกังหัน จานคอมเพรสเซอร์ และแผ่นกั้นกังหันในเครื่องยนต์ที่มีอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักสูง

2) โลหะผสมอุณหภูมิสูงที่เสริมการกระจายตัว (ODS): ด้วยอุณหภูมิในการทำงาน 1,200 องศา มันถูกผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการโลหะวิทยาผงที่คล้ายกันและมีความสามารถในการรับอุณหภูมิสูง ส่วนใหญ่จะใช้ในท่อเปลวไฟ ใบพัดนำทาง และใบพัดกังหัน

เรียนรู้เพิ่มเติม