Šta su legure za visoke temperature? Istorija razvoja visokotemperaturnih legura
Podrazumijeva se da su legure visoke temperature legirani materijali koji mogu izdržati određena naprezanja na određenim visokim temperaturama i imaju sposobnost otpornosti na oksidaciju ili koroziju. Zatim, pogledajmo bliže šta su legure na visokim temperaturama i njihovu istoriju razvoja.
Uvod:
Visokotemperaturne legure se dijele na tri vrste materijala: 760 stupnjeva visokotemperaturni materijali, 1200 stupnjeva visokotemperaturni materijali i 1500 stupnjeva visokotemperaturni materijali, sa vlačnom čvrstoćom od 800 MPa. Drugim riječima, odnosi se na visokotemperaturne metalne materijale koji rade dugo vremena na temperaturama iznad 760--1500 stepeni i pod određenim uslovima naprezanja. Imaju odličnu čvrstoću pri visokim temperaturama, dobru otpornost na oksidaciju i vruću koroziju, dobra svojstva zamora, žilavost loma i druga sveobuhvatna svojstva. Postao je nezamjenjiv ključni materijal za vruće komponente gasnoturbinskih motora za vojnu i civilnu upotrebu.
Visokotemperaturne legure se uglavnom koriste za proizvodnju visokotemperaturnih komponenti kao što su lopatice turbine, vodeće lopatice, turbinski diskovi, diskovi kompresora visokog pritiska i komore za sagorevanje za vazduhoplovne, pomorske i industrijske gasne turbine. Koriste se i za proizvodnju svemirskih vozila, raketnih motora, nuklearnih reaktora, petrohemijske opreme i uređaja za konverziju uglja i drugih uređaja za konverziju energije.
razvojni put:
Od kasnih 1930-ih, Britanija, Njemačka, Sjedinjene Države i druge zemlje počele su proučavati legure na visokim temperaturama. Tokom Drugog svetskog rata, da bi se zadovoljile potrebe za novim vazduhoplovnim motorima, istraživanje i upotreba legura na visokim temperaturama ušlo je u period snažnog razvoja. Početkom 1940-ih, Ujedinjeno Kraljevstvo je prvo dodalo malu količinu aluminijuma i titanijuma leguri 80Ni-20Cr kako bi formiralo fazu za ojačanje i razvilo prvu leguru na bazi nikla sa visokom čvrstoćom na visokim temperaturama. U istom periodu, kako bi se zadovoljile potrebe razvoja turbopunjača za klipne avio-motore, Sjedinjene Američke Države su počele koristiti legure na bazi vitalija i kobalta za izradu lopatica.
Osim toga, Sjedinjene Države su razvile inconel leguru na bazi nikla za izradu komore za sagorijevanje mlaznih motora. Kasnije, kako bi dodatno poboljšali čvrstoću legure na visokim temperaturama, metalurzi su leguri na bazi nikla dodali volfram, molibden, kobalt i druge elemente, povećali sadržaj aluminijuma i titana i razvili niz marki legura, kao npr. britanski "Nimonic", američki "Mar-M" i "IN" itd.; u legurama na bazi kobalta dodaju se elementi kao što su nikl i volfram kako bi se razvili niz visokotemperaturnih legura, kao što su X-45, HA-188, FSX-414, itd. Zbog nedostatka resursa kobalta, razvoj superlegura na bazi kobalta je ograničen.
Tokom 1940-ih, razvijene su i superlegure na bazi željeza. U 1950-ima pojavili su se brendovi kao što su A-286 i Incoloy901. Međutim, zbog loše stabilnosti na visokim temperaturama, razvoj je bio spor od 1960-ih. Sovjetski Savez je počeo proizvoditi superlegure na bazi nikla marke "ÉI" oko 1950. godine, a kasnije je proizvodio deformisane superlegure serije "ÉP" i livene superlegure serije ŽS. Kina je započela probnu proizvodnju visokotemperaturnih legura 1956. godine i postepeno formirala "GH" seriju deformiranih superlegura i "K" seriju livenih superlegura. U 1970-im, Sjedinjene Države su također koristile nove proizvodne procese za proizvodnju usmjerenih kristaliziranih lopatica i turbinskih diskova za metalurgiju praha, te razvile komponente od legure visoke temperature kao što su lopatice od jednog kristala kako bi zadovoljile sve veće potrebe ulaznih temperatura turbine motora aviona.
Do sada, sve zemlje istražuju nove legure za visoke temperature, praveći kontinuirani prodor, inovacije i širenje polja primjene. U razvoju moderne industrije očito su postali nezamjenjiv legirani materijal.
