ABSTRACT

\

NIbasenadstopu materiały odlewane zapewniają doskonałą równowagę pomiędzy wysoką odpornośćna temperaturę, odporności zmęczeniowej, odpornościna utlenianie i wydajności powlekania i mogą być wytwarzane z bardzo dużą dokładnością w bardzo skomplikowanych konfiguracjach, takich jak osiowym i odśrodkowe integralne koła turbiny oddanych. W rezultacie,nietypowe odlewane są używane wnajbardziej wymagających zastosowaniach aero i silników turbinowych przemysłowych. Zastosowanie tych materiałów rozwija się do mniejszych aplikacji mikroturbiny, turboodrzutowych, turbosprężarki i silnika pocisk dzięki tej unikalnej kombinacji pożądanych właściwościach. Dokument ten zaprezentuje przegląd stosowania inwestycji oddanych Ni-basenadstopów i zdolność procesową do małych silników turbinowych i rakietowych.-

 

INTRODUCTION

Nickelbasenadstopu materiały mają szerokie zastosowanie w gorącej części turbiny silników lotniczych i turbin gazowych przemysłowych. Tradycyjnie gorącej sekcji turbiny gazowej rozpoczyna rozwoju stopów z wymagań silników, którenie mogą być spełnione przez istniejące stopów,na przykład, podwyższonej temperaturze, siły i wymagań wytrzymałościowych. Obsada Ni-basenietypowe zapewniają unikalną kombinację cech odpowiednich do tych wymagań, które mają zastosowanie również do małych silników turbinowych i rakietowych.-adstopówn\

Im obejmują grupy stopówna bazieniklu, żelaza lub kobaltu, które wykorzystywane są strukturalnie w temperaturze pracy 538 ° C (1000 ° F) lub wyższej. Nadstopy wykazują lepsze właściwości w podwyższonej temperaturze i w zastosowaniach obejmującychnajgorętszych temperatury i \\ aninajwyższychnaprężeń w turbinie gazowej, w szczególności łopatek turbin (lub wiadra) łopatek (lub dysz), integralne kół, tarcz i elementów komory spalania. Ponadto dla utrzymania wysokiej wytrzymałości w temperaturach roboczych zbliża 85% temperatury topnienia, takie materiały wykazują dobrą gorącego odpornośćna utlenianie ina korozję wymagany w otoczeniu turbiny gazowej. Równieżnietypowe mogą być ekonomicznie wrzucony do składników złożonych kształtach i \\ ani konfiguracji wewnętrznych z kontrolowanym jednolitą mikrostrukturę.

//Superalloys zostały po raz pierwszy wprowadzone do wojskowych silników turbinowych w czasie II wojny światowej, a także zaawansowanych technologii znacznie od tego czasu. Ciągłe Materiały przyrostowe postępy zostały wprowadzone z rozwojem procesu odlewania i zoptymalizowane stopów „hop

scotching” sięnawzajem, aby przejść całkowitą zdolność materiału. Postępy te zawierają zwykle odlewane, equiax (EQ), stopy kierunkowo zestalony (DS) oraz monokryształu (SX) elementów odlewanych. Dokument ten omawia właściwości i zastosowania każdej technologii odlewania, wraz z przykładami stopów i właściwości. ROZWÓJ

 -

\\ ODLEWANIE Proces   \  

\\ Figura 1. technologii odlewania Progresja\

  ID wstępne zastosowania łopatek turbin znadstopów obsadą i obsada łopatek były konwencjonalne , equiax (EQ) stopy. Equiax odlewy są stosowane w większości zastosowań, w tym statycznych i wirujących części, integralny kół i elementów konstrukcyjnych. Wymagania obiekcie to pełzanie wysoka temperatura i zmęczenie wytrzymałość, plastyczność i spawalność zarówno dla produkcji inaprawy. \\ Wprowadzenien

\

ID kierunkowych krzepnięcia odlewów wytwarzanych kolumnowych ziaren równolegle do dużychnaprężeń w kierunku obciążenia elementów obracających się (Figura 1) [1]. Odlewy te realizowane znaczne korzyści pełzania \\ siłynrupture i życia LCF dzięki wyeliminowaniu granic ziaren, poprzecznie do osi obciążeniana wysokienaprężenia i zmniejszenie mikroporowatość wynikającą z wolnorotującymi krzepnięcia przodunaturalnej DS
\

technology , DS stopy są zwykle określone dla zastosowań części obrotowe, takie jak ostrza 2. i 3. stopnia turbiny, wywoływanie

101; Stopy EQnie zapewnia odpowiedniej wytrzymałościna pełzanie.

-a poszerzenie DS technologii odlewania było wprowadzenie pojedynczych procesów krystalicznych pionierem PrattWhitney samolotów [2], w którym wyeliminowane wszelkie granice ziarna a co za tym idzie, zapotrzebowaniena granicy ziarna elementów wzmacniających, takich jak C, B, Zr i Hf. Ponieważ elementy obniżające temperaturę topnienia, wytrzymałości cieplnej stopów SX została znacznie poprawiona. Stopy pojedyncze krystaliczne stosowany wnajbardziej wymagających wysokiegonaprężenia silnikami o wysokiej temperaturze, takich jak 1st łopatek turbiny i stopień łopatek i składniki zespołu komory spalania. Korzyści z odlewów SX obejmują poprawę creeprupture, zmęczenie, utlenianie i właściwości powłoki, w wynikunajwyższej wydajności silnika turbinowego i trwałości [26]. Ponadto, pojedyncze krystaliczne stopy zachowują większą część swego życia grubości sekcji pęknięcia jak grubość ścianki jest zmniejszona, (Figura 2) [7].&#

Figure 2. Rupture próbka w porównaniu z życiem grubość po wykazujące korzyści SX odlewy ponad DS

EQ

&/-

ADVANCEDnadstopu mATERIAŁY/Advanced materiałynadstopów zostały wprowadzone do reagowaniana potrzeby przemysłu o polepszonych właściwościach stopów. Equiax 939 Weldable® stopów CM CM 247 LC® i CM 681 LC® DS stopów CM CM 247 LC 186 LC® i SX stopu CMSX

4® są reprezentatywne dla takich ulepszeń.

\

CM 939 Weldable® stopu

\in 939 stop (Tabela 1 [8]) opracowano w latach 1960 przez International Nickel Company. Ten 22% chromu (Cr), odpornena korozjęna gorąco stopu widział szerokie zastosowanie przemysłowe turbiny gazowej (IGT) rynku równoosiowych łopatek, segmentach i dysze palnika. Jednak w 939 Odlewy są trudne donaprawy spoiny ze względuna krańcowej ciągliwości i powiązane ze stopu wzorem chemicznym.

-

W wyniku tych trudności, Cannon

Muskegon opracowano zmodyfikowaną wersję IN 939 stop dla poprawy spawalnościnaprawy i właściwości mechanicznych, znaciskiemna plastyczność stopu. Zoptymalizowany celem chemii został opracowany ze znacznie zmniejszonym Al, Ti, Ta i Cb (i co za tym idzie, mniejsze objętości frakcji gamma faza pierwsza) w porównaniu do standardowej IN 939, zoptymalizowany B, Zr i zawartość węgla i znacznie poprawić stopu czystości dla S, P, N, O, Si. Ta kompozycja zastrzeżona oznaczono CM 939 spawalnych stopu.

\\