כיום, כמעט 300,000 טון של חומרי סגסוגת על נצרכים מדי שנה בשוק הבינלאומי, הנמצאים בשימוש נרחב בתחומים שונים. בשנת 2018, גודל שוק סגסוגות העל העולמי היה 12.163 מיליארד דולר אמריקאי, עלייה משנה לשנה של 26.98% בהשוואה לתקופה הקודמת; שוק סגסוגות העל בארצות הברית ובאירופה נעשה בוגר יותר, והגידול העתידי בשוק יגיע בעיקר מסין. שיעור הצמיחה השנתי הנוכחי של שוק סגסוגות העל בסין שמור אותו על 20-30%.

סקירה כללית של סגסוגות על

סגסוגות בטמפרטורה גבוהה מתייחסות לחומרי מתכת המבוססים על Fe, Ni ו-Co שיש להם תכונות נוגדות חמצון ואנטי קורוזיה מעל 600 מעלות צלזיוס ויכולים לעבוד לאורך זמן תחת לחץ מסוים. איור 1 מציג את מגמת הפיתוח של סגסוגות בטמפרטורה גבוהה בעולם ואת הסגסוגות שפותחו בארצי. סגסוגות בטמפרטורה גבוהה הן לא רק תאי הדלק, המנחים, להבי הטורבינה ודיסקיות הטורבינה של מנועי תעופה, וחלקי קצה חמים אחרים, חומרי המפתח של חלקים בטמפרטורה גבוהה של מנועי טילים תעופה וחלל, אלא גם תעשייתיים עמידים בטמפרטורה גבוהה ועמיד בפני קורוזיה. חומרי רכיבים הנדרשים למגזרים תעשייתיים כגון טורבינות גז, אנרגיה ותעשיות כימיות הם חומרים חיוניים וחשובים בכלכלה הלאומית.

כיום, כמעט 300,000 טון של חומרי סגסוגת על נצרכים בשוק הבינלאומי מדי שנה. איור 2 מציג את התפלגות אזורי הצריכה העיקריים. קצב הצמיחה השנתי של שוק סגסוגות העל בארצי נשמר על 20-30%, והעולם יכול לייצר תעופה. צרפת, רוסיה ומדינות אחרות. לדוגמה, GE של ארה"ב, PW, Haynes Stellite, Inco Alloys International, Cannon-Muskegon, Westinghouse, Cabot Companies כגון Martin Marietta, Standard Pressed Steel, Whittaker, Special Metal, Universal-Cyclops Steel, Howmet, Pratt & Whitney , לחברת United Aircraft של רוסיה ולחברת מונד ניקל של קנדה יש ​​מאפיינים אוליגרכיים ברורים.

מאז הניסוי המוצלח של התנור הראשון של סגסוגת-על GH3030 בשנת 1956, המחקר, הייצור והיישום של סגסוגות-על במדינה שלי חוו יותר משישים שנות פיתוח. נכון לעכשיו, תחת הפיקוח הכולל של הוועדה הלאומית לפיתוח ורפורמה, משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע, איגוד תעשיית המתכות הלא ברזליות בסין והלשכה הלאומית למדע ותעשייה של ההגנה, ארצי יצרה כמה בסיסי ייצור ומפעלים עם מתקדמים ציוד ייצור ובקנה מידה מסוים, כגון , Steel Research Gona, Fushun Special Steel, Baosteel Special Steel, China Aviation Development, Wanhang Die Forging, Wanze Co., Ltd., Tunan Co., Ltd. מכונים בעלי יכולות חדשנות ומחקר ופיתוח עצמאיות, כגון מכון לחקר ברזל ופלדה לחומרים בטמפרטורה גבוהה, מכון בייג'ין לחומרי אווירונאוטיקה, המכון לחקר מתכות, האקדמיה הסינית למדעים, אוניברסיטת בייג'ינג לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה, האוניברסיטה למדע וטכנולוגיה בייג'ינג, אוניברסיטת נורת'ווסטרן פוליטכנית וכו'.

על פי מדריך הסגסוגות העל של סין (2012), סגסוגות העל של ארצי רשומות בסך של 194 דרגות, כולל 62 סגסוגות על בסיס ניקל שוות-צירים, 43 סגסוגות מחושלות על בסיס ניקל, 30 סגסוגות מחושלות על בסיס ברזל ו-20 תרכובות בין-מתכתיות. יש 5 סגסוגות ODS ו-3 אבקת מטלורגיה סגסוגות על [3]. החלק הגדול ביותר של שוק סגסוגות העל במדינה שלי הוא סגסוגות-על מעוותות, כ-70%, ואחריהן סגסוגות-על יצוקות, כ-20%; במונחים של יסודות מטריקס, סגסוגות-על מבוססות ניקל מהוות את החלק הגדול ביותר של השוק כולו. 80%, ואחריהם סגסוגות-על על בסיס ניקל ברזל, כ-14%, וסגסוגות-על על בסיס קובלט, כ-6%.

התקדמות המחקר של סגסוגות העל של ארצי

הסגסוגות העל של ארצי עברו תהליך פיתוח של חיקוי, חיקוי ויצירה בשילוב עם יצירה מקורית. על ידי קליטת הניסיון של מדינות מפותחות ושילוב עם התנאים בפועל של ארצי לחדשנות עצמאית, נוצרה מערכת הסגסוגת העל של ארצי. ארצות הברית, בריטניה ומדינות אחרות משתמשות במערכות סגסוגת משלהן על ידי חברות או יצרנים, בעוד שהמדינה שלי היא מערכת מאוחדת של המדינה, וסדרות ומערכות סגסוגת העל נוצרות לפי סדר שיטות הכנת סגסוגת, אלמנטים מטריצות וחיזוק שיטות. על פי שיטות ההכנה, קיימות סגסוגות-על מעוותות, סגסוגות-על יצוקות (כולל גבישים שוות-צירים, גבישי עמודים מגבשים כיווני וסגסוגות-על גבישיות בודדות), סגסוגות-על של אבקת מתכות, סגסוגות-על מחוזקות בפיזור, חומרים בין-מתכתיים בטמפרטורה גבוהה וחוטי ריתוך בטמפרטורה גבוהה. . וחומרי סיכה עצמיים המבוססים על סגסוגת בטמפרטורה גבוהה וכו'; סדרות הסגסוגות השונות הללו מחולקות עוד יותר לסגסוגות בטמפרטורה גבוהה על בסיס ברזל, על בסיס ניקל, על בסיס קובלט ועל בסיס כרום; תחת אותה מטריצה, הם מחולקים עוד יותר לסוג מחזק תמיסות מוצקות וסוג מחזק הזדקנות [2].

נכון לעכשיו, הבעיות והחסרונות העיקריים של סגסוגות העל של ארצי כוללים: פגמים מתכתיים רבים, כגון כתמים שחורים, כתמים לבנים, הפרדת קרביד וכו'; אחידות ארגונית לקויה; תכולת אלמנט טומאה גבוהה, הפחתת חוזק וחיי שירות; עלות גבוהה, שיעור השימוש החוזר נמוך.

בתאריכים 22-25 בספטמבר 2019, הועידה הלאומית השנתית ה-14 של סגסוגת על, שהתקיימה על ידי אוניברסיטת המדע והטכנולוגיה בייג'ינג, אוניברסיטת Northeastern ו-Daye Special Steel, התקיימה בהואנגשי, הוביי, שהתמקדה בהצגת ההישגים האחרונים של ארצי במחקר סגסוגות-על. ההישגים כוללים פיתוח זני סגסוגת-על מעוותת ובקרת מתח שיורי שלה, מחקר ופיתוח של סגסוגות-על יצוקות, טכנולוגיית סגסוגת-על וטיהור אבקה, מחקר והתקדמות היישום של חומרים מבניים בטמפרטורה גבוהה המבוססים על תרכובות בין-מתכתיות וכו'.

1 סגסוגת על מעוותת

סגסוגות-על מחושלות מתייחסות לסגסוגות-על המיוצרות בתהליך היציקה-דפורמציה. טווח העבודה הוא -253-1320 ℃, כולל דיסקים, צלחות, מוטות, חוטים, סרטים, צינורות ומוצרים אחרים, כגון GH128, GH4169 וכו', הנמצאים בשימוש נרחב בתעופה וחלל, תעופה, אנרגיה, פטרוכימיה, אנרגיה גרעינית ותחומי תעשייה נוספים. בשנים האחרונות, סגסוגות-על מחושלות השיגו פריצות דרך רבות ותוצאות יישום בזרימת תהליך, פיתוח סגסוגות חדשות וטכנולוגיות חדשות.

זרימת תהליך

התכה ביתית של סגסוגת-על מאמצת בדרך כלל שיטת התכה משולשת מתכלה בוואקום + אינדוקציה מתכלה בוואקום + התכה מחדש של אלקטרוסלג + מתכלה בוואקום. באמצעות הדמיית מים וסימולציה מספרית של המכבסה בכבשן אינדוקציה ואקום, ועיצוב אופטימלי של המבנה, ניתן לשפר את חלוקת שדה הזרימה ופיזור הטמפרטורה במכבסה, ובכך לשפר את האיכות והניקיון של המטיל.

מטילי סגסוגת בטמפרטורה גבוהה ייצרו הפרדת רכיבים רצינית במהלך תהליך ההתמצקות. על מנת לצמצם ולשפר את הפרדת הרכיבים ולשפר את אחידות החומר, בנוסף לשיפור תהליך ההיתוך, האמצעי הטכני החשוב ביותר הוא ביצוע טיפול הומוגניזציה. חימום לאורך זמן מקדם את הדיפוזיה והנדידה של אטומי יסוד מומסים, וממזער את ההבדל בריכוז היסודות בין גזע הדנדריט לדנדריט. ככל שגודל המטיל גדל, ההפרדה תושפע מקצב קירור ההתמצקות ותגדל בהתאם. ניתן לקבוע את טמפרטורת ההומוגניות הסופית והזמן על ידי השוואת מרווח הדנדריטים המשני ומקדם ההפרדה במערכות הומוגניות שונות.

על מנת לשפר את תפוקת הפריחה של מטילי סגסוגת GH4720Li ואת רמת האיכות של הסורגים, באמצעות מספר רב של מבחני דחיסה של הדמיה תרמית, מתקבלות ומבוססות הדמיות מתמטיות וקריטריונים של פיצוח בתנאי דפורמציה תרמיים שונים, על מנת לייעל את לְטִישָׁה פרמטרים של תהליך, כולל שלב אחר שלב חלוקה סבירה של קירור ועיוות אש. מחקרים רלוונטיים הראו כי לאחר המהיר לְטִישָׁה בילט שובר במלואו את המבנה כפי שיוצק של המטיל, בתוספת קוטר לְטִישָׁה, ניתן לשפר את מצב פני השטח של הבר ולהגדיל את קצב התשואה.

דיסק הטורבינה הסופר גדול מסגסוגת GH4706 הוא החלק המסתובב הליבה החם של טורבינות גז עכשוויות מסוג E/F. קוטר הפרזול עולה על 2000 מ"מ והמשקל מגיע ל-6 ט. זהו אחד החלקים הקריטיים ביותר שיש צורך בדחיפות למקומם. הרכב הסגסוגת קרוב ל-GH4169, וזו סגסוגת מעוותת מבוססת Fe-Ni בטמפרטורה גבוהה מחוזקת על ידי פאזה γ'phase ו- γ". חישול המות של דיסקיות טורבינה צריך לממש הן את היצירה החמה של הדיסקים והן את השליטה במבנה המיקרו והמאפיינים. בשנת 2013, המכבש ההידראולי 8*104ט הגדול בעולם לזיוף מתים (איור 4) שתוכנן ופותח באופן עצמאי על ידי ארצי, הוכנס לייצור ויוצרו בהצלחה ניסוי פרזול טורבינות סגסוגת GH4738 עם קוטר של 1500 מ"מ. הכנת דיסק טורבינה מסגסוגת GH4706 בקנה מידה גדול מספקת חווית התייחסות מסוימת, אך היא עדיין מתמודדת עם אתגרים חמורים.

הלחץ השיורי מקורו בעיוות הפלסטי הלא אחיד בתוך החומר במהלך תהליך ההכנה, והוא בעצם עיוות הסריג שנותר בחומר. העיוות התרמי ליד טמפרטורת ההתגבשות מתקשה ליצור רמה גבוהה של מתח שיורי; אפילו הלחץ השיורי שנוצר במהלך חישול בטמפרטורה נמוכה או קירור לאחר חישול יכול בדרך כלל להשתחרר בטיפול הבא בתמיסה בטמפרטורה גבוהה. לכן, בדרך כלל יש לקרר במהירות חישול דיסק מסגסוגת בטמפרטורה גבוהה לאחר טיפול בתמיסה לאחר חישול כדי להבטיח ששלב ה- γ'או γ" לא יתגס. איור 6 מציג את עומק הבדיקה והרזולוציה התואמים לטכניקות שונות של בדיקת מתח שיורית. עבור פרזול דיסק מסגסוגת בטמפרטורה גבוהה, יש צורך לבדוק ולנתח את הלחץ השיורי הפנימי של 10 מ"מ או יותר משכבת ​​פני השטח, והרזולוציה נדרשת להיות ברמה של מ"מ. לכן, השיטות העיקריות כוללות עקיפה של נויטרונים, שיטת קונטור ושיטת חורים עמוקים (קידוח חורים עמוקים) ואולטרסאונד (אולטרסאונד).

Bi Zhongnan מהמכון המרכזי למחקר ברזל ופלדה ואחרים סיכמו את שיטות הבדיקה ללחץ השיורי הפנימי של פרזול דיסקים של טורבינות סגסוגת על, והבהירו את חוק האבולוציה והמנגנון של מתח שיורי במהלך תהליך ההכנה של תמיסה מוצקה, כיבוי, הזדקנות, עיבוד חלקים [6].

בדיקה אולטרסאונד היא שיטה חשובה לבדיקה לא הרסנית. גלים אולטרסאונדים הנפלטים מהבדיקה משמשים להתפשטות בתוך חומר העבודה. כאשר יש רקמות לא רציפות או לא הומוגניות בעלות תכונות אקוסטיות שונות מהמטריצה, שינויים במצב ההתפשטות והמידע יתרחשו בממשק, כדי לספק בסיס ניתוח איכותי וכמותי לבדיקה והערכה לא הרסנית. Fan Xingyi, Lin Shiqian ואחרים חקרו במלואם את הקשר בין גודל הגרגירים של מבנה חישול הדיסק והעומס האולטראסוני כדי לקבוע את הגורמים העיקריים המשפיעים על מבנה הבדיקה ופרמטרי הבדיקה המתאימים.

סגסוגת חדשה

Wang Qingzeng, Chen Guosheng, Sun Wenru ואחרים פיתחו סגסוגת GH4169G על בסיס המחקר של חיזוק P ומנגנון חיזוק תרכובות P ו-B. תוך שמירה על המאפיינים המקיפים המצוינים של סגסוגת GH4169, טמפרטורת השימוש הוגדלה ב-30℃ כדי להגיע ל-680°C; וחיי השירות ב-650 מעלות צלזיוס גדלים ביותר מפי 3; יחד עם זאת, ביצועי הריתוך והעיבוד התרמי שווים לאלו של סגסוגת GH4169, בעלת סיכויי יישום רחבים.

סגסוגת GH4169D פותחה בהצלחה על בסיס סגסוגת GH4169 על ידי הפחתת תכולת Fe, הוספת תמיסות מוצקות לחיזוק אלמנטים W ו-Co, התאמת התכולה והיחס של Al ו-Ti, והגדלה מתאימה של תכולת Nb והתאמת תכולת העקבות. אלמנטים. הפער רב השנים בין שתי סגסוגות העל הנפוצות ביותר בעולם - GH4169 עבור 650°C ו-GH4738 עבור 750°C.

התקדמות משמעותית נרשמה גם בפיתוח של חומרי דיסק טורבינה בעלי ביצועים גבוהים המסתמכים על תהליך היציקה והפרזול. חומרים בעלי ביצועים גבוהים מעוותים בטמפרטורה גבוהה של טורבינה כגון GH4065, GH4079 ו-GH4975 פותחו ברצף, במיוחד הביצועים המקיפים של סגסוגת GH4065 הגיעו לרמה של חומרי מתכות אבקה. הוא צפוי לספק פתרון בוגר ואמין לבחירת החלקים החמים המסתובבים במנועי התעופה המתקדמים של ארצי.

על בסיס שמירה על כמות מסוימת של שלב γ'-מחוזק משקעים, סגסוגת GH4282 פותרת את העבודה הקרה הנגרמת על ידי כמות המשקעים הגדולה של שלב γ' בסגסוגת הבעירה המחוזקת בעלת חוזק גבוה על ידי שליטה במבנה, בהרכב ובקינטיקה של משקעים של שלב γ'. ובעיית הריתוך הקשה, הסגסוגת שומרת על חוזק מעולה בטמפרטורה גבוהה ויציבות תרמית בטווח של 650-950℃, ובמקביל, תכונות הריתוך והעבודה הקרה מאוזנות היטב ומוטבות.

טכנולוגיה חדשה

ארצנו פיתחה את סגסוגת העל NGH5011 המחוזקת בניטריד, ומטרתה את הכימיה הפיזיקלית המרכזית של ספיחת החנקן והתמוססות על פני השטח, דיפוזיה אחידה במטריקס, ומשקעי ניטריד בממשק התגובה המעורב בתהליך החנקה של המפוזרים באופן אנדוגני. סגסוגת מחוזקת ניטריד. התהליך ביצע עבודת מחקר שיטתית.

המכון לחקר חומרים בטמפרטורה גבוהה של המכון המרכזי לחקר ברזל ופלדה הכין בהצלחה דיסקים של טורבינת גז מסגסוגת 3D-In718 ואימפלרים אינטגרליים באמצעות טכנולוגיית ייצור תוסף. צפיפות החלקים הגיעה ל-99.9%, והמבנה והביצועים היו טובים בהרבה מאלו של יציקות. חוזק המתיחה בטמפרטורת החדר ובטמפרטורה גבוהה, גמישות ועמידות יכולים לעמוד בסטנדרטים של פרזול.

בנוסף, טכנולוגיית תהליך היציקה והחישול החדשה של התכה מתמצקת כיוונית רציפה של התכת אלקטרוסג + חישול תלת מימד + פרזול איזותרמי הכינה בהצלחה דיסקים מעוותים של טורבינת סגסוגת FGH3.

סגסוגת על 2 יציקות

לסגסוגות-על ליציקות יש מגוון רחב של הרכב, והן מחולקות לשלוש קטגוריות לפי טמפרטורת השימוש: סגסוגות-על ליציקת גביש שוות-צירים בשימוש ב-253-650℃, כגון K4169; יציקת גביש שווה ציר בשימוש בסגסוגות של 650-950℃ בטמפרטורה גבוהה, כגון K419; וסגסוגות בטמפרטורה גבוהה של יציקת גביש עמודת התמצקות כיוונית בשימוש ב-950-1100 מעלות צלזיוס, כגון DD402. מארזי Aeroengine הם יציקות סגסוגת-על שוות-צירים טיפוסיות המשמשות בתנאי טמפרטורה בינונית ונמוכה. מבנה מסובך, גודל מדויק וקלות קירות דקים הם מגמות הפיתוח. לכן, השליטה המתואמת של מבנה היווצרות וההתמצקות המדויקת היא בעיה מרכזית שצריכה להיפתר בדחיפות. אתגר טכני.

סגסוגות-על מבוססות ניקל שוות-צירים מבוססות בעיקר על שלב γ, אשר מתחזק על ידי הוספת Al, Ti, Nb ו-Ta ליצירת שלב γ'phase או γ” עם שבר נפח של עד 70%, ומחוזק עם C , B ו-Zr כאלמנט מחזק גבול תבואה בהפרדת גבול התבואה או היווצרות של קרבידים או בורידים לשיפור הביצועים הכוללים של הסגסוגת. כיוון הפיתוח של סגסוגת העל ליציקת הגביש השווה הוא בעיקר: על פי תורת הסגסוג ועקרונות מתכות, בשילוב עם עיצוב טכנולוגיית הדמיית מחשב סוג חדש של חומר עם ביצועים מקיפים טובים; לצורך סגסוגות שונות, באמצעות התאמת הרכב הסגסוגת הקיימת לקבלת ביצועים ספציפיים מצוינים; לשפר ולשפר את תהליך ההתכה של הסגסוגת, לשפר את האיכות המתכתית של הסגסוגת; לשפר את האיכות והאיכות של יציקות באמצעות טכנולוגיית תהליך חדשה תכונות מכניות.
השיטה המסורתית של "ניסיון וטעייה" היא עלות גבוהה, מחזור ארוך וקשה. זה יהפוך למגמה מרכזית לפתח עיצוב הרכב סגסוגת המבוסס על מדע חומרים חישוביים, עיבוד נתונים גדולים, למידת מכונה ובדיקות תפוקה גבוהה. בהתבסס על תיאוריית הריקון האלקטרוני, מספר זמני ההתקשרות והאנרגיה המסלולית של יסודות סגסוגת, הפיתוח וחישוב הפאזה המושלם יכולים לדמות ולחזות את חוק המשקעים של שלב ה-TCP בסגסוגת. כיצד לבסס את הקשר הכמותי בין הרכב הסגסוגת לביצועים גבוהים הוא סגסוגת הגביש היחיד הנוכחית המפתח לעיצוב. Fu Hengzhi, Jie Ziqi ואחרים חקרו את מאפייני ההתמצקות של סגסוגת-על K4169, השיגו את ההשפעה של טמפרטורת התחממות יתר על גרעין ועל קירור תת-יתר, ובנוסף אימתו שטיפול בטמפרטורת יתר של נמס יכול לחדד באופן משמעותי את גודל הגרגרים, לשפר את המורפולוגיה וההפצה של המשקעים. שלב, להפחית ביעילות את ההפרדה של אלמנטים מתגזרים, ובכך לשפר את התכונות המכניות המקיפות של הסגסוגת העל-יצוקה.

באמצעות תוכנות JMatPro, Thermal-calc ו-Panda, ניתן לחשב בצורה מדויקת יותר את טמפרטורת ההיתוך הראשונית, צפיפות הסגסוגת, הרכב הפאזה והתכולה של רכיבים שונים של סגסוגות-על מבוססות ניקל, ולחזות את חלון הטיפול בחום ומרווח ההדבקה על בסיס זה , לגבש קריטריונים תרמודינמיים מתאימים ולסנן רכיבי סגסוגת העומדים בדרישות לבדיקה ניסיונית, מה שיכול לחסוך את זמן הפיתוח והעלות של הסגסוגת.

באמצעות טכנולוגיית הדמיית יציקה, ניתן לדמות את חלוקת שדה הטמפרטורה במהלך תהליך המילוי, על מנת לתכנן באופן רציונלי את מערכת העלייה והשער, לייעל את פרמטרי תהליך היציקה ולחזות את הפגמים כגון חלל התכווצות, מחסום קור, מתחת -נקבוביות יציקה והתכווצות ולאחר קירור. הלחץ השיורי מספק הדרכה תיאורטית לייצור בפועל. כיום, הפיתוח של טכנולוגיית הדמיית יציקה בוגר יחסית. תוכנות סימולציה מסחריות טיפוסיות כוללות: ProCAST, MAGMA, AFSolid ו-PAM-CAST. Liu Baicheng ואחרים הציעו שימוש בטכנולוגיית מחשבים כדי לשנות את תעשיית היציקה, ביצעו מחקר רב בתחום הדמיית מאקרו ומיקרו של תהליך היציקה, ופיתחו סדרה של תוכנות סימולציה נומרית ליישומים הנדסיים.

שיטות הדמיית רקמות נפוצות כוללות: עקרונות ראשונים, דינמיקה מולקולרית, מונטה קרלו, אוטומטיות סלולריות, שיטת שדה פאזה, אלמנט סופי וכו'. לדוגמה, צימוד מודל הקריסטל של נזקי זחילה למודל שדה הפאזה יכול לממש את הסימולציה בו-זמנית של השלושה. שלבים של התפתחות וביצועים של רקמת זחילה, ולקבל את תהליך התפתחות רקמת הזחילה ואת עקומת הזחילה, כפי שמוצג באיור 8. הוא מספק דרך חדשה להדמיית זחילה של סגסוגת-על, אשר תורמת לפיתוח של עבודת הדמיית מיקרו-מבנה מוכוונת ביצועים.

סגסוגת-על גביש בודדת מבטלת את גבולות התבואה ויש לה עמידות מצוינת לזחילה בטמפרטורה גבוהה, לחמצון ולקורוזיה. המחקר והפיתוח שלה החלו בארצות הברית Pratt & Whitney בשנות ה-1970, וסגסוגת העל גביש יחיד PWA1480 הצליחה מאז שנות ה-1980. מאז פיתוחו ויישומו, סגסוגות גביש בודדות זרות התפתחו במהירות, והדור הרביעי של סגסוגות גביש יחיד פותח בסביבות שנת 2000. מהדור הראשון ועד הדור הרביעי של סגסוגות גביש בודדות, טמפרטורת העבודה הוגדלה ל-1827 מעלות צלזיוס. , שהוא הרבה יותר גבוה מטמפרטורת ההיתוך הראשונית (1280-1330 מעלות צלזיוס). במקביל, התוכן של יסודות מתכת יקרים כמו Re ו-Ru עולה, וגם העלות עולה. גבוה יותר ויותר.

הפיתוח של סגסוגות גביש בודדות בארצי התחיל מאוחר יחסית, ורובן מבוססות על חיקוי. בשנים האחרונות, המדינה שלי התקדמה משמעותית בפיתוח ויישום של סגסוגות-על גבישיות בודדות, ופיתחה באופן עצמאי את סגסוגות חד-גביש מהדור השלישי DD33, DD9 וסגסוגות חד-גבישיות מהדור הרביעי DD91, DD15 וכו', וכבר יש ברשותו חומרים חדשים מסגסוגת-על חד-גבישית. , יכולות מחקר ופיתוח עצמאיות בתהליך חדש, במיוחד בהנחיה וקידום של מדיניות אינטגרציה צבאית-אזרחית, הופיעו מספר מפעלים פרטיים הקשורים לסגסוגות-על, שרובם מתמקדים בייצור של סגסוגות מאסטר של סגסוגת-על גביש בודד ולהבי גביש בודדים. .

כיום, המחקר על עיצוב ההרכב של סגסוגות-על של גביש בודד מתרכז בעיקר באוניברסיטאות ובמכוני מחקר בבריטניה, גרמניה, יפן ומדינות אחרות, ומרחב העיצוב הולך וקטן, וקשה יותר ויותר להשתפר. הביצועים הכוללים. החל לפתח סגסוגות "מותאם אישית" שונות. לדוגמה, על מנת להפחית את תכולת ה-Re בסגסוגת הגביש הבודדת הדור השני, GE פיתחה סגסוגת René N515 (1.5% Re) עם ביצועים קרובים ל-René N5, והחליפה בהדרגה את René N5 בלהבי טורבינות מנועי אוויר.

עידון תבואה יכול לשפר מאוד את ביצועי העייפות במחזור נמוך של יציקות, להפחית את פיזור התכונות המכניות ולשפר את ביצועי העיבוד המכני. המנגנון העיקרי הוא לקדם גרעין ולעכב את צמיחת הדגנים. השיטות הנפוצות כוללות שיטת בקרה תרמית (FGP, שיטת Grainix), שיטה קינטית (ערבול עובש, רטט אלקטרומגנטי וזרם דופק וכו'), שיטה כימית (חומר זיקוק)) המתן. מכון בייג'ינג לחומרי אווירונאוטיקה, אוניברסיטת בייג'ינג לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה וכו' עשו הרבה ניתוח ומחקר על עייפות במחזור נמוך, עייפות במחזור גבוה ותכונות זחילה של סגסוגות-על של גביש יחיד [9,10]. בנוסף, חלה התקדמות מסוימת גם בכמה תהליכים חדשים כמו טכנולוגיית יציקה נגד כבידה וייצור תוספים.

3 סגסוגת-על אבקה

אבקת סגסוגת-על איכותית היא הבסיס והערובה לפיתוח וייצור של דיסקים לטורבינת אבקת מנוע אווירי מתקדם. כיום, הכנת אבקת סגסוגת על כוללת בעיקר שתי שיטות: שיטת תרסיס Ar (אבקת AA) ושיטת אלקטרודות מסתובבות פלזמה (אבקת PREP). קבוצת המחקר של Zhang Guoqing ממכון בייג'ינג לחומרים אווירונאוטיים ואחרים פיתחה סדרה של מכשירים וטכנולוגיות להכנת אבקת סגסוגת על אטומה בגז Ar להכנת דיסקים של טורבינות סגסוגת על אבקת וחלקים חמים אחרים, כמו גם ייצור תוסף להדפסה תלת מימדית. לספק חומרי גלם. הם השיגו תוצאות וניסיון מסוימים בתהליך אטומיזציה של סגסוגת, בקרת גודל החלקיקים במהלך תהליך ייצור האבקה, בקרת תכולת O ובקרת הכללה לא מתכתית.

4 סגסוגות-על מבוססות תרכובות בין-מתכתיות

תרכובות בין-מתכתיות הן תרכובות המורכבות משני יסודות מתכת או יותר או יסודות מתכת ויסודות מתכתיים ביחס אטומי מסוים. הדו-קיום של קשרים קוולנטיים וקשרי מתכת גורם לתרכובות בין-מתכתיות למבנה סריג-על מסודר לטווח ארוך בטווח ארוך יותר. בטמפרטורות גבוהות, ניידות הנקע של התרכובת הבין-מתכתית מופחתת יחסית, כך שיש לה חוזק גבוה יותר בטמפרטורה גבוהה. האופייניים יותר הם Ti-Al, Ni-Al, Nb-Si, בעלי חוזק מעולה בטמפרטורה גבוהה וצפיפות נמוכה, אך גם בעלי קשיחות שבר נמוכה בטמפרטורת החדר ועמידות נמוכה לחמצון בטמפרטורה גבוהה, המגבילים את היישום שלהם. , הפך גם לקושי ולמוקד המחקר בתחום זה.

בשנים האחרונות, המדינה שלי עשתה התקדמות חשובה במחקר הבסיסי והיישום ההנדסי של חומרי סגסוגת-על המבוססים על תרכובות בין-מתכתיות, המיוצגות על ידי TiAl, Ti3Al, Ti2AlNb, וסגסוגות מבוססות Ni3Al, אשר עשו התקדמות משמעותית בביצועים ובטכנולוגיה, וכן פיתחו כמה חומרים מבניים חדשים בטמפרטורה גבוהה עם זכויות קניין רוחני עצמאיות תרמו תרומות חשובות לפיתוח מנועי אוויר בעלי ביצועים גבוהים במדינה שלי. סגסוגות מבוססות Nb-Si עשו גם התקדמות משמעותית בתהליך ההתמצקות ובמחקר הבסיסי של ציפויים נגד חמצון, והן מתקרבות בהדרגה ליישומים מעשיים. לדוגמה, ההתקדמות החשובה שנעשתה בסגסוגות-על של תרכובות בין-מתכתיות Ti-Al כוללת: דור חדש של תכולת ניוביום גבוהה של סגסוגת TiAl עיצוב, מבנה ומחקר יחסי ביצועים של סגסוגת TiAl מצא כללים ומנגנונים חדשים; פריצת דרך ליישום הנדסי של סגסוגת TiAl דור שני; סגסוגות Ti3Al ו-Ti2AlNb עשו התקדמות משמעותית, והיקף היישום שלהן הורחב ללא הרף.

קישור למאמר זה: כמה זה קילו של סגסוגת על?

הצהרת הדפסה חוזרת: אם אין הנחיות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. נא לציין את המקור להדפסה חוזרת: https://www.cncmachiningptj.com

PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית עיבוד cnc סין שירותי.מוסמך ISO 9001:2015 &AS-9100.

חנות לעיבוד שבבי מתמחה בשירותי ייצור לענפי בנייה ותחבורה. היכולות כוללות חיתוך פלזמה וחיתוך דלק חמצן, עיבוד בהתאמה אישית, MIG ו מתאם אלומיניום ריתוך כרסום דיוק אלומיניום בהתאמה אישית, יצירת גלילים, הרכבה, מכונת עיבוד של מחרטה נירוסטה cnc פיר, גזירה ו שירותי עיבוד שבבי CNC Swiss. החומרים המטופלים כוללים פחמן ו חלקי לוחות כיסוי לעיבוד נירוסטה פסיבציה.

ספר לנו קצת על תקציב הפרויקט שלך וזמן האספקה ​​הצפוי. אנו נתכנן איתך אסטרטגיה כדי לספק את השירותים המשתלמים ביותר כדי לעזור לך להגיע ליעד שלך, אתה מוזמן לפנות אלינו ישירות ( sales@pintejin.com ).