Velika postignuća zrakoplovne industrije neodvojiva su od razvoja i prodora u tehnologiji zrakoplovnih materijala. Velike visine, velika brzina i velika upravljivost borbenih zrakoplova zahtijevaju da konstrukcijski materijali zrakoplova osiguraju dovoljnu čvrstoću, kao i zahtjeve krutosti. Materijali motora moraju zadovoljiti zahtjeve za otpornost na visoke temperature, a visokotemperaturne legure i kompozitni materijali na bazi keramike su osnovni materijali.
Konvencionalni čelik omekšava iznad 300 ℃, što ga čini neprikladnim za okruženja s visokim temperaturama. U potrazi za većom učinkovitošću pretvorbe energije, u području toplinskih motora potrebne su sve više i više radne temperature. Razvijene su visokotemperaturne legure za stabilan rad na temperaturama iznad 600 ℃, a tehnologija se nastavlja razvijati.
Visokotemperaturne legure ključni su materijali za zrakoplovne motore, koje se prema glavnim elementima legure dijele na visokotemperaturne legure na bazi željeza i na bazi nikla. Visokotemperaturne legure koriste se u zrakoplovnim motorima od samog početka i važni su materijali u proizvodnji zrakoplovnih motora. Razina performansi motora uvelike ovisi o razini performansi visokotemperaturnih legura. U modernim zrakoplovnim motorima, količina visokotemperaturnih legura čini 40-60 posto ukupne težine motora i uglavnom se koristi za četiri glavne komponente vrućeg dijela: komore za izgaranje, vodilice, lopatice turbine i diskove turbine, a osim toga koristi se i za komponente kao što su spremnici, prstenovi, komore za izgaranje punjenja i repne mlaznice.
(Crveni dio dijagrama prikazuje legure visoke temperature)
Visokotemperaturne legure na bazi nikla Općenito rade na temperaturama iznad 600 ℃ pod određenim naprezanjem, ne samo da imaju dobru otpornost na oksidaciju i koroziju na visokim temperaturama, već imaju i visoku čvrstoću na visokim temperaturama, čvrstoću na puzanje i izdržljivost, kao i dobru otpornost na umor. Uglavnom se koriste u području zrakoplovstva i zrakoplovstva pod uvjetima visokih temperatura, za strukturne komponente, kao što su lopatice zrakoplovnih motora, diskovi turbina, komore za izgaranje i tako dalje. Visokotemperaturne legure na bazi nikla mogu se podijeliti na deformirane visokotemperaturne legure, lijevane visokotemperaturne legure i nove visokotemperaturne legure prema proizvodnom procesu.
S porastom radne temperature toplinski otporne legure, povećanjem količine ojačavajućih elemenata u leguri i složenijim sastavom, neke legure se mogu koristiti samo u lijevanju i ne mogu se deformirati vrućom obradom. Štoviše, povećanje količine legirajućih elemenata uzrokuje stvrdnjavanje legura na bazi nikla s ozbiljnom segregacijom komponenti, što rezultira neujednačenošću organizacije i svojstava.Korištenje postupka metalurgije praha za proizvodnju visokotemperaturnih legura može riješiti gore navedene probleme.Zbog malih čestica praha, brzine hlađenja praha, uklanjanja segregacije, poboljšane obradivosti na vruće, originalne lijevane legure pretvaraju se u vruće obradive deformacije visokotemperaturnih legura, poboljšavajući granice razvlačenja i svojstva zamora, te je razvijen novi način proizvodnje visokotemperaturnih legura u prahu za legure veće čvrstoće.
Vrijeme objave: 19. siječnja 2024.