Mar 12, 2024伝言を残す

高温合金 - 航空宇宙用主要材料

 高温合金の化学組成
高温合金は、鉄、ニッケル、コバルト、およびクロム、アルミニウム、チタン、タングステン、モリブデンなどのその他の主要元素をベースとしています。主要な金属材料として、600 度を超える温度および一定の応力で長期間機能します。条件。 これらは、高温強度、耐酸化性、高温腐食耐性、疲労性能、破壊靱性などの面で複数の利点を持っています。
 高温合金の応用
高温合金は、航空宇宙、原子力、自動車産業、ガスタービン、石油化学などの分野で広く使用されています。
世界の高温合金市場の応用シナリオの観点から見ると、航空宇宙産業は長年にわたり第1位にランクされており、市場需要の56%以上を占め、主に航空エンジンや航空ファスナーの製造に使用されています。

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高温合金の分類

 

鉄基高温合金

 

600-850 度の低温で使用され、通常、タービン ディスク、ケーシング、シャフトなど、動作温度が低いエンジンの部品に使用されます。鉄基高温合金には、次のような多くのグレードがあります。
時硬化型の鉄基合金。 GH2036、GH2132、GH2135、GH2018、GH2038、GH2130、GH2136、GH2302、GH2696など。
固溶体強化鉄基合金。 GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140などが含まれます。
その他の特殊な種類の鉄基高温合金。 例えば、超高温耐酸化性や特定の環境下で優れた性能を発揮するGH747、GH214、GH455など。

ニッケル基高温合金

 

最高使用温度が約 1000 度のニッケル基高温合金材料は、ターボジェット航空機エンジンやさまざまな産業用ガスタービンの作業ブレード、ガイドブレード、タービンなどの最も高温の端部の製造に広く使用されています。ニッケル基合金のグレード: モネル400、モネルク500、インコネル600、インコネル601、インコネル625、インコネル690、インコエル718、インコネルX750、インコロイ800、インコロイ825、ハステロイC276、ハステロイc22、ハステロイb2など

コバルト基高温合金

 

コバルト基高温合金材料は約950度の温度で使用され、良好な鋳造性と溶接性を有し、主にガイドブレード材料として使用されます。 コバルト資源が限られているため、このタイプの合金は高価です。コバルトベースの合金は、優れた高温耐性と優れた機械的強度を備え、耐熱部品の製造に広く使用されている材料です。

以下に、いくつかの代表的なコバルト基合金グレードとその用途を示します。
Haynes シリーズ: Haynes25 (L-605)、Alloy S-816、UMCo-50、MP-159、FSX-414、X-40、 Stellite6B など。これらの合金は、航空機エンジン、タービン、その他の高温機器の製造に一般的に使用されています。
GH5188(GH188)、GH159、GH605、K640、DZ40Mなどの中華ブランド。 これらのグレードの合金は中国でも広く使用されています。
WC Co シリーズ: 主硬質相として炭化タングステン (WC)、結合相としてコバルト (Co) を含むコバルト基超硬合金。 グレードにはYG6、YG8、YG6X、YG8C、YG10などがあり、工具や金型の製造によく使われる材質です。
TiC Ni シリーズ: 主硬質相として炭化チタン (TiC)、結合相としてニッケル (Ni) を含むコバルト基超硬合金。 YT5、YT15、YT14などのグレードがあり、耐摩耗部品や切削工具の製造に適しています。
TiC NiMoシリーズ:炭化チタン(TiC)と炭化モリブデン(Mo2C)の硬質相と結合相としてニッケル(Ni)を組み合わせたコバルト基超硬合金です。 グレードには、YXM1、YXM4 などが含まれます。これらの材料は、腐食や高温環境に耐性のあるコンポーネントの製造に適しています。
GH605: これはコバルトベースの変形高温合金の典型的なグレードであり、L605、HS25、WF-11、AIS1670、UNSR30605、KC20WN などのグレードに類似または対応します。

 高温合金は次のように分類されます。
変形可能な高温合金: 600-1000 度の温度で使用され、一般にエンジンのコンプレッサー ディスクやタービン ディスクに使用され、比較的低い強度、良好な可塑性、熱間加工性、溶接性を備えています。
高温合金の鋳造: 等軸高温合金、一方向凝固柱状高温合金、単結晶高温合金の 3 つのカテゴリに分類できます。
1) 等軸結晶高温合金: 1000 度の温度で使用され、伝統的なインベストメント鋳造法を使用するため、その耐温度能力は比較的低くなります。 主に低圧タービンブレードの最後の数段で使用され、幅広い用途があり、全鋳造部品の 60-70% を占めていますが、製品の付加利益は低いです。
2)方向性凝固柱状高温合金:1000-1100度の温度で使用され、方向性凝固技術を使用して製造され、比較的高い温度支持能力を備えています。 これは主に、低圧タービンの最初の数段の作動翼、および一部のエンジン高圧タービンの 1 段目および 2 段目の作動翼に使用されます。 適用範囲は作業刃に限定されており、追加利益が高い製品です。
3) 単結晶高温合金: 1200 度の温度で使用され、方向性凝固と結晶選択技術を使用して製造されます。 最高の温度支持能力を持ち、主に先進エンジンの高圧インペラブレードと低圧タービンの前部 2 段ブレードに使用されます。 適用範囲は作業刃に限定されており、追加利益が最も高い製品です。

 

 新しい高温合金

新しい高温合金とは、新しい製造プロセスによって製造された高温合金材料を指し、主に粉末高温合金と分散強化高温合金(ODS)が含まれます。
1)粉末高温合金:1100度の温度で使用され、高温合金を粉末に噴霧し、熱間静水圧プレスまたは熱間静水圧プレスと鍛造によって高温合金製品に成形する製造プロセスです。 金属利用率が高く、コストが低く、比較的高い温度支持能力を備えているという特徴があります。 現在、主にタービンディスクとタービンブレードに使用されており、高推力重量比エンジンのタービンディスク、コンプレッサーディスク、タービンバッフルなどの高温部品に最適な材料です。
2) 分散強化高温合金 (ODS): 1200 度の温度で使用され、同様の粉末冶金プロセスを使用して製造され、高温支持能力を備え、主に火炎管、ガイドブレード、タービンブレードに使用されます。

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