Turbiinimootorite valdkonnas kasutatakse titaansulameid laialdaselt erinevates kriitilistes komponentides nende ainulaadsete jõudlusprobleemide tõttu, vastates keerukatele ja nõudlikele operatiivsetele tingimustele. Allpool on toodud üksikasjalik sissejuhatus titaansulamite rakendamisse turbiinide ketastes, turbiini labades, juhendatavates labades ja põlemiskambrites koos aruteluga kõrgtemperatuuriliste sulamite arengusuundade ja uute tehnoloogiate üle.
1,Turbiini ketaste kõrgtemperatuuriga titaansulamid
Turbiini kettad taluvad töö ajal ebaühtlast termilist koormust, veljepiirkonnas on keskel kõrgemad temperatuurid, mille tulemuseks on oluline soojuspinge. Lisaks kannavad hambad hambad kõrgeimad tsentrifugaaljõud, allutades neile keerukatele stressitingimustele. Seetõttu peavad turbiini kettamaterjalid vastama rangetele nõuetele: kõrge saagikuse ja libisetugevus, suurepärane soojus- ja mehaaniline väsimuskindlus, madala soojuspaisumise koefitsient, puudulik tundlikkus ja parem madala tsüklilise väsimuse jõudlus. Kõrgtemperatuuriga titaansulamid, millel on erakordsed omadused, on ideaalne valik turbiini kettamaterjalide jaoks, tagades stabiilse ja usaldusväärse töö kõrgtemperatuurilistes ja kõrge stressiga tingimustes.
2,Turbiini labade kõrgtemperatuuriga titaansulamid
Turbiini labad on turbiinimootori kõige kriitilisemad komponendid. Ehkki need töötavad pisut madalamatel temperatuuridel kui juhikised, kannatavad nad äärmiselt karmides tingimustes olulisi ja keerulisi jõude. Seega peavad turbiini labamaterjalidel olema: kõrge oksüdeerumine ja korrosioonikindlus, suurepärane roomamine ja rebenemistugevus, hea mehaaniline ja termiline väsimuskindlus ning tasakaalustatud kõrge ja keskmise temperatuuriga jõudlus. Kõrgtemperatuurilised titaansulamid vastavad neile rangetele nõudmistele, tagades usaldusväärse tera toimimise ekstreemsetes tingimustes ja pikendades kasutusaja.
3,Kõrgtemperatuuriga titaansulamid juhendile
Esimese etapi kaubikud kuuluvad komponentide hulka, mida turbiinimootorites on kõige rohkem termilisel šokil. Kuid statsionaarsete osadena kogevad nad suhteliselt madalaid mehaanilisi koormusi. Praktikas põhjustavad sellised probleemid nagu stressist põhjustatud moonutused, kiire temperatuuri kõikumiste tõttu termiline pragunemine ja ülekuumenemise tagajärjel tekkinud kahjustused tekitavad sageli ebaõnnestumisi. Nende töötingimuste põhjal peavad juhendmaterjalid ilmnema: piisav vastupidavuse tugevus ja termiline väsimuskindlus, kõrge oksüdeerumine ja korrosioonikindlus ning valatud sulamite kasutamisel on hea pulsta. Kõrgtemperatuuriga titaansulamid ja nendega seotud valamistehnoloogiad vastavad neile nõuetele, parandades juhtivate tööde töökindlust ja eluiga.
4,Kõrgtemperatuurilised sulamid põlemiskambrite jaoks
Gaasiturbiinide keeruka struktuuri tõttu on erinevatel sektsioonidel erinev temperatuur ja stressitingimused. Põlemiskambrid taluvad suhteliselt madalat mehaanilist stressi, kuid olulist soojuspinget. Põlemiskambri materjalide põhinõuded hõlmavad järgmist: kõrgtemperatuuriga oksüdeerumine ja kuuma gaasi korrosiooniresistentsus, piisav lühiajaline ja pikaajaline tugevus, suurepärane soojusväsimiskindlus, hea töövõimet (vastupidavus, painde jõudlus) ja keevitatavus koos pikaajalise mikrostrukturaalse stabiilsusega töötemperatuuril. Sobivate kõrgtemperatuuriliste sulamite valimine tagab stabiilse põlemiskambri jõudluse kõrgtemperatuurilises keskkonnas, vähendades materiaalsetest probleemidest põhjustatud tõrgete vähendamist.
5,Arengusuundumused ja uued tehnoloogiad kõrgtemperatuurides
Järgmise põlvkonna gaasiturbiinide nõudmiste rahuldamiseks suure jõudlusega materjalide osas jätkuvad edusammud suunatud tahkestamisvalu ja ühekristallide valamise tehnoloogiate osas. Lisaks on pulbri metallurgia kõrgtemperatuuriga titaansulamid ja uued antioksüdatsiooni\/kuuma gaasi erosiooni kaitsekatted olnud laialt levinud.
6,Pulbri metallurgia kõrgtemperatuuriga sulamitehnoloogia
"FGH51" Pulbri metallurgia kõrgtemperatuuriga sulam on -faasi sademete tugevdatud niklipõhine sulam, mis on valmistatud pulbri metallurgia kaudu. -Faas moodustab mahu järgi umbes 5%, moodustades elemendid aatomifraktsioonis umbes 50%. Tootmisprotsess hõlmab vaakum-induktsiooni sulamist, et tekitada peamistele sulamiplokkidele, millele järgneb pihustamine eelnevalt eraldatud pulbri loomiseks, mis seejärel töödeldakse komponentide toorikuteks. Võrreldes tavaliste valatud ja sepistatud kõrge temperatuuriga sulamitega, pakub FGH51 ühtlast mikrostruktuuri, peeneid terasid, kõrge saagikuse tugevust ja paremat väsimuskindlust, muutes selle 650 kraadi rakenduse jaoks kõrgeima tugevusega ülitugevusega sulamist. Seda kasutatakse peamiselt suure jõudlusega mootorite, näiteks turbiini ketaste ja koormus kandvate rõngaste pöörlevates komponentides, suurendades oluliselt jõudlust ja töökindlust.
7,Täiustatud kattetehnoloogiad
Turbiini labade töötemperatuuride suurendamiseks ja kasutusaja pikendamiseks vastavad kaitsed katted-eriti need, mis on vastupidavad kuuma korrosiooni-pikkuse suhtes rangetele nõuetele. Traditsiooniline difusiooni alumiiniidi ja alumiinosilikaidide katted ei suuda enam rahuldada oksüdeerumise ja kõrge kiirusega kuuma gaasi erosiooniga kokkupuutuvate kõrgsurvete labade nõudmisi, piirates nende kasutamist madala rõhuga turbiini juhitava nihke ja tugiini.
