دستاوردهای بزرگ صنعت هوافضا از توسعه و پیشرفتهای فناوری مواد هوافضا جداییناپذیر است. ارتفاع بالا، سرعت بالا و مانورپذیری بالای جتهای جنگنده مستلزم آن است که مواد ساختاری هواپیما، استحکام و همچنین الزامات سختی کافی را تضمین کنند. مواد موتور باید پاسخگوی نیاز به مقاومت در برابر دمای بالا باشند، آلیاژهای دمای بالا و مواد کامپوزیتی پایه سرامیکی، مواد اصلی هستند.
فولاد معمولی در دمای بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتیگراد نرم میشود و این امر آن را برای محیطهای با دمای بالا نامناسب میکند. در راستای دستیابی به راندمان تبدیل انرژی بالاتر، دماهای عملیاتی بالاتر و بالاتری در زمینه توان موتورهای حرارتی مورد نیاز است. آلیاژهای دما بالا برای عملکرد پایدار در دماهای بالاتر از ۶۰۰ درجه سانتیگراد توسعه یافتهاند و این فناوری همچنان در حال تکامل است.
آلیاژهای دما بالا مواد کلیدی برای موتورهای هوافضا هستند که بر اساس عناصر اصلی آلیاژ به آلیاژهای دما بالای پایه آهن و آلیاژهای دما بالای پایه نیکل تقسیم میشوند. آلیاژهای دما بالا از زمان پیدایش در موتورهای هوافضا مورد استفاده قرار گرفتهاند و مواد مهمی در ساخت موتورهای هوافضا هستند. سطح عملکرد موتور تا حد زیادی به سطح عملکرد مواد آلیاژی دما بالا بستگی دارد. در موتورهای هوافضای مدرن، مقدار مواد آلیاژی دما بالا 40 تا 60 درصد از وزن کل موتور را تشکیل میدهد و عمدتاً برای چهار جزء اصلی انتهای داغ موتور استفاده میشود: محفظههای احتراق، راهنماها، پرههای توربین و دیسکهای توربین، و علاوه بر این، برای اجزایی مانند خشابها، حلقهها، محفظههای احتراق شارژ و نازلهای دم نیز استفاده میشود.
(قسمت قرمز نمودار، آلیاژهای دما بالا را نشان میدهد)
آلیاژهای دمای بالای پایه نیکل عموماً در دمای 600 درجه سانتیگراد بالاتر از شرایط تنش خاص کار میکند، نه تنها مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون و خوردگی در دمای بالا دارد، بلکه از استحکام دمای بالا، استحکام خزش و استحکام تحمل بالا و همچنین مقاومت خوبی در برابر خستگی برخوردار است. عمدتاً در زمینه هوافضا و هوانوردی در شرایط دمای بالا، اجزای سازهای مانند پرههای موتور هواپیما، دیسکهای توربین، محفظههای احتراق و غیره استفاده میشود. آلیاژهای دمای بالای پایه نیکل را میتوان بر اساس فرآیند تولید به آلیاژهای دمای بالای تغییر شکل یافته، آلیاژهای دمای بالای ریختهگری شده و آلیاژهای دمای بالای جدید تقسیم کرد.
با افزایش دمای کار آلیاژ مقاوم در برابر حرارت، عناصر تقویتکننده در آلیاژ بیشتر و بیشتر میشوند، ترکیب پیچیدهتر میشود و در نتیجه برخی از آلیاژها فقط در حالت ریختهگری قابل استفاده هستند و نمیتوان آنها را در فرآیند گرم تغییر شکل داد. علاوه بر این، افزایش عناصر آلیاژی باعث میشود آلیاژهای پایه نیکل با جدایش شدید اجزا جامد شوند و در نتیجه سازماندهی و خواص آنها غیریکنواخت شود.استفاده از فرآیند متالورژی پودر برای تولید آلیاژهای دما بالا، میتواند مشکلات فوق را حل کند.به دلیل ذرات کوچک پودر، سرعت خنک شدن پودر، از بین بردن جدایش، بهبود کارایی گرم، آلیاژ ریختهگری اصلی برای تغییر شکل گرم آلیاژهای دمای بالا، استحکام تسلیم و خواص خستگی بهبود یافته، آلیاژ دمای بالا پودری روشی جدید برای تولید آلیاژهای با استحکام بالاتر ایجاد کرده است.
زمان ارسال: ۱۹ ژانویه ۲۰۲۴