Класификацията на знанието Superalloys -

1. Какви са класификацията на SuperAlloys?

SuperAlloys (наричани също високи - сплави) са група от напреднали метални материали, предназначени да запазят изключителна механична якост, устойчивост на пълзене и устойчивост на корозия/окисляване при изключително високи температури (често над 600 ° C/1112 ° F). Те са класифицирани предимно въз основа на своитедоминиращ основен метал, което диктува техните основни свойства и обхвати на приложението. Трите основни класификации са:

1. Никел - базирани суперанти

Основен състав: Nickel (Ni) as the primary element (typically >50% Ni), легирани с елементи като хром (CR), кобалт (CO), молибден (MO), волфрам (W), алуминий (Al) и титан (Ti).

Ключови свойства: Изключително висока - температурна якост (устойчив на пълзене и деформация дори при 800–1200 ° C), отлично устойчивост на окисляване и добра заваряемост.

Типични приложения: Газови лопатки/дискове, компоненти на реактивни двигатели, ядрени ядрени ядра и високи - температурни индустриални пещи.

2. Cobalt - базирани суперилои

Основен състав: Cobalt (CO) като основен елемент (обикновено 30–60% CO), комбиниран с Cr, Ni, W и въглерод (C).

Ключови свойства: Превъзходна устойчивост на износване, устойчивост на корозия в сурови химични среди (напр. Кисели или окислителни среди) и стабилна якост при температури до 1100 ° C. Те са по -малко предразположени към термична умора, отколкото никел - сплави.

Типични приложения: Стационарни части на газовата турбина (напр. Лопани), медицински импланти (напр. Хип фуги, поради биосъвместимост) и високи - износени компоненти като клапани при химическа обработка.

3. Желязо - базирани на супероли

Основен състав: Желязо (Fe) като основен метал (често 30–60% Fe), със значителни добавки на Ni (за подобряване на високата - температурна стабилност) и CR (за устойчивост на корозия), плюс малки количества Mo, Ti или Al.

Ключови свойства: По -ниска цена в сравнение с никел/кобалт - суперанти, добро устойчивост на окисляване и умерена висока - температурна якост (подходяща за температури до ~ 800 ° C). Те са по -пластични, но имат по -ниска устойчивост на пълзене от варианти, базирани на никел -.

Типични приложения: Котелните тръби в електроцентралите, компонентите на топлообменника и високите - температурни закрепващи в промишлени машини.

В допълнение към тези три основни категории, има нишови подкласове (напр. Никел - желязо - суперанти, хибрид от никел и желязо), пригодени за специфични нужди, но те са по -рядко срещани от основните три групи.

2. Кои са различните степени на никел -, базирани на супермалои?

Никел - суперантите са най -широко използваният тип SuperAlloy, с оценки, стандартизирани от организации като ASTM International, AMS (спецификации на аерокосмическите материали) и DIN (немски институт за стандартизация). Степените се диференцират от техните легиращи съотношения на елементите, които оптимизират свойствата за специфични високи - температура или корозия - устойчиви приложения. По -долу са основни степени, групирани по техните ключови характеристики и стандарти:

Категория оценка	Представителни оценки (AMS/ASTM/DIN)	Ключови легиращи елементи (отвъд Ni)	Целеви свойства и приложения
Корозия - устойчив никел - базирани на супероли	AMS 5640 (Inconel 625), ASTM B446 (Inconel 600), DIN 17750 (NICR15FE)	CR (14–22%), MO (5–10%), NB (3–5%) (за 625); CR (14–17%) (за 600)	Изключителна устойчивост на водна корозия, окисляване и питинг (напр. Морска вода, киселинни разтвори). Използва се в оборудване за химическа обработка, морски компоненти и облицовка на ядрен реактор.
Висок - температурна никел никел - базирани на суперансали	AMS 5662 (Inconel 718), AMS 5609 (Inconel 706), ASTM B637 (Waspaloy)	CR (17–21%), MO (2–3%), NB (4–6%) (за 718); CO (13–16%), CR (18–21%) (за Waspaloy)	Висока якост на пълзене и устойчивост на умора при 650–1000 ° C. Идеален за дискове на газови турбини, валове на реактивни двигатели и високи - турбини под налягане в аерокосмическото и производството на електроенергия.
Валежи - втвърден никел - базирани на супероли	AMS 5596 (Rene 41), AMS 5617 (Udimet 700), DIN 17752 (NICR19CO18MO)	CR (18–20%), CO (10–15%), Ti (3–4%) (за Rene 41); CO (15–19%), MO (4–5%) (за Udimet 700)	Втвърдени чрез утаяване на интерметални фази (напр. Γ 'фаза: ni₃al/ti), доставяйки ултра - висока якост при 700–1100 ° C. Използва се в усъвършенствани лопатки на турбини на реактивни двигатели и компоненти на ракетните двигатели.
Заваряем никел - суперанти	AMS 5878 (Haynes 282), ASTM B670 (Inconel 690), AMS 5630 (Inconel 617)	CR (20–23%), MO (8–10%), W (1–2%) (за 282); CR (28–31%) (за 690)	Отлична заваряемост без загуба на здравина или устойчивост на корозия. Прилага се в заварени структури като газови турбини, топлообменни тръби и компоненти на синтезния реактор.

По -специално, много оценки се предлагат на търговски имена (напр. „Inconel“, „Haynes“, „Rene“) - Това са собствени марки, но се привеждат в съответствие с глобалните стандарти за композиция и производителност.

3. Какви са примерите на никелови супермалои?

Никел суперансли (никел - базирани SuperAlloys) включват гама от кладенец - известни търговски и промишлени класове, всеки оптимизиран за специфични високи - изисквания за температура, корозия или сила. По -долу са видни примери, заедно с техните ключови характеристики и типични приложения:

1. Inconel 625

Търговско наименование: Inconel 625 (стандарт: AMS 5640, ASTM B446).

Ключов състав: ~ 61% Ni, 21,5% Cr, 9% Mo, 3,6% NB (Niobium), 2,5% Fe.

Основни свойства: Изключителна устойчивост на корозия (издържа на изкореняване, корозия на пукнатината и разрушаване на корозия в морската вода и киселинните среди) и доброто високо - температурна якост до 980 ° C.

Приложения: Химически съдове за преработка, компоненти на офшорната маслена платформа, морски задвижващи системи и топлообменници за ядрен реактор.

2. Inconel 718

Търговско наименование: Inconel 718 (стандарт: AMS 5662, ASTM B637).

Ключов състав: ~ 52% Ni, 19% Cr, 3,1% Mo, 5,1% Nb, 0,9% Ti, 0,5% Al.

Основни свойства: Изключителна устойчивост на пълзене и якост на умора при 650–750 ° C, плюс отлична заваряване. Това е валежи - втвърдени (чрез γ 'и γ' 'фази) за ултра - висока якост.

Приложения: Газови турбини дискове и остриета (аерокосмическо и производство на електроенергия), валове на реактивни двигатели, корпуси на ракетния двигател и високи - крепежни елементи на налягането.

3. Waspaloy

Търговско наименование: Waspaloy (стандарт: AMS 5540, ASTM B637).

Ключов състав: ~ 58% Ni, 19,5% Cr, 13,5% CO, 4,3% Mo, 2,1% Ti, 1,4% Al.

Основни свойства: Превъзходно високо - Температурна устойчивост на умора (до 900 ° C) и устойчивост на окисляване. Това е валежи - втвърдена сплав с висока якост на пълзене.

Приложения: Високи - Температурни лопатки и лопатки в реактивни двигатели, горители на газови турбини и компоненти на аерокосмическите двигатели, изложени на циклично отопление/охлаждане.

4. Haynes 282

Търговско наименование: Haynes 282 (стандарт: AMS 5878, ASTM B670).

Ключов състав: ~ 49% Ni, 21% Cr, 10% Co, 8,5% Mo, 1,5% Ti, 0,6% Al, 0,02% B.

Основни свойства: Отлична заваряемост (минимално напукване по време на заваряване), висока якост на пълзене при 700–850 ° С и добро устойчивост на окисляване.

Приложения: Заварени газови турбини, топлообменни тръби в електроцентрали, съдове за химически реактор и аерокосмически структурни компоненти.

5. Рене 41

Търговско наименование: Rene 41 (стандарт: AMS 5596, DIN 17752).

Ключов състав: ~ 55% Ni, 19% Cr, 11% Co, 10% Mo, 3,1% Ti, 1,5% Al.

Основни свойства: Ultra - Висока якост при 760–980 ° C, добро съпротивление на окисляване и стабилност при дълга - термин високо - експозиция на температура.

Приложения: Усъвършенствани лопатки на Jet Engine Turbine, дюзи за ракетни двигатели и високи - елементи на отопление на температурата на пещта.

6. Inconel 600

Търговско наименование: Inconel 600 (стандарт: AMS 5540, ASTM B168).

Ключов състав: ~ 76% Ni, 15.5% Cr, 8% Fe.

Основни свойства: Отлична устойчивост на окисляване (до 1093 ° С) и корозия в неутрална/окислителна среда (напр. Парата, въздуха). Той има умерена сила, но висока пластичност.

Приложения: Облекло за ядрен реактор, облицовка на пещта, тръби за топлообменник (за обслужване на пара) и оборудване за химическа обработка, обработване на окислителни течности.