அதிக வெப்பநிலை கலவை வெப்ப வலிமை கலவை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. மேட்ரிக்ஸ் கட்டமைப்பின் படி, பொருட்களை மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: இரும்பு அடிப்படையிலான நிக்கல் மற்றும் குரோமியம் அடிப்படையிலானது. உற்பத்தி முறையின் படி, இது சிதைந்த சூப்பர்அலாய் மற்றும் காஸ்ட் சூப்பர்அலாய் என பிரிக்கலாம்.
விண்வெளித் துறையில் இது ஒரு தவிர்க்க முடியாத மூலப்பொருள். இது விண்வெளி மற்றும் விமான உற்பத்தி இயந்திரங்களின் உயர் வெப்பநிலை பகுதிக்கான முக்கிய பொருள். இது முக்கியமாக எரிப்பு அறை, விசையாழி கத்தி, வழிகாட்டி கத்தி, அமுக்கி மற்றும் விசையாழி வட்டு, விசையாழி பெட்டி மற்றும் பிற பாகங்களை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது. சேவை வெப்பநிலை வரம்பு 600 ℃ - 1200 ℃. பயன்படுத்தப்படும் பகுதிகளைப் பொறுத்து மன அழுத்தம் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகள் மாறுபடும். கலவையின் இயந்திர, இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளுக்கு கடுமையான தேவைகள் உள்ளன. இது இயந்திரத்தின் செயல்திறன், நம்பகத்தன்மை மற்றும் ஆயுள் ஆகியவற்றிற்கான தீர்க்கமான காரணியாகும். எனவே, வளர்ந்த நாடுகளில் விண்வெளி மற்றும் தேசிய பாதுகாப்பு துறைகளில் சூப்பர்அலாய் முக்கிய ஆராய்ச்சி திட்டங்களில் ஒன்றாகும்.
சூப்பர்அலாய்களின் முக்கிய பயன்பாடுகள்:
1. எரிப்பு அறைக்கான உயர் வெப்பநிலை கலவை
விமான விசையாழி இயந்திரத்தின் எரிப்பு அறை (சுடர் குழாய் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) முக்கிய உயர் வெப்பநிலை கூறுகளில் ஒன்றாகும். எரிபொருள் அணுவாக்கம், எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு கலவை மற்றும் பிற செயல்முறைகள் எரிப்பு அறையில் மேற்கொள்ளப்படுவதால், எரிப்பு அறையில் அதிகபட்ச வெப்பநிலை 1500 ℃ - 2000 ℃ ஐ எட்டும், மற்றும் எரிப்பு அறையில் சுவர் வெப்பநிலை 1100 ℃ ஐ எட்டும். அதே நேரத்தில், இது வெப்ப அழுத்தத்தையும் வாயு அழுத்தத்தையும் தாங்குகிறது. அதிக உந்துதல்/எடை விகிதம் கொண்ட பெரும்பாலான என்ஜின்கள் வளைய எரிப்பு அறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை குறுகிய நீளம் மற்றும் அதிக வெப்ப திறன் கொண்டவை. எரிப்பு அறையில் அதிகபட்ச வெப்பநிலை 2000 ℃ ஐ அடைகிறது, மற்றும் வாயு படம் அல்லது நீராவி குளிரூட்டலுக்குப் பிறகு சுவர் வெப்பநிலை 1150 ℃ ஐ அடைகிறது. பல்வேறு பகுதிகளுக்கு இடையே உள்ள பெரிய வெப்பநிலை சாய்வு வெப்ப அழுத்தத்தை உருவாக்கும், இது வேலை செய்யும் நிலை மாறும்போது கூர்மையாக உயரும் மற்றும் குறையும். பொருள் வெப்ப அதிர்ச்சி மற்றும் வெப்ப சோர்வு சுமைக்கு உட்பட்டது, மேலும் சிதைவு, விரிசல் மற்றும் பிற தவறுகள் இருக்கும். பொதுவாக, எரிப்பு அறை தாள் கலவையால் ஆனது, மேலும் குறிப்பிட்ட பகுதிகளின் சேவை நிலைமைகளுக்கு ஏற்ப தொழில்நுட்ப தேவைகள் பின்வருமாறு சுருக்கப்பட்டுள்ளன: இது உயர் வெப்பநிலை கலவை மற்றும் வாயுவைப் பயன்படுத்தும் நிலைமைகளின் கீழ் சில ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் வாயு அரிப்பு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது; இது சில உடனடி மற்றும் சகிப்புத்தன்மை வலிமை, வெப்ப சோர்வு செயல்திறன் மற்றும் குறைந்த விரிவாக்க குணகம்; செயலாக்கம், உருவாக்கம் மற்றும் இணைப்பை உறுதி செய்ய போதுமான பிளாஸ்டிசிட்டி மற்றும் வெல்ட் திறன் உள்ளது; சேவை வாழ்க்கைக்குள் நம்பகமான செயல்பாட்டை உறுதிப்படுத்த வெப்ப சுழற்சியின் கீழ் இது நல்ல நிறுவன நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.
அ. MA956 அலாய் நுண்துளை லேமினேட்
ஆரம்ப கட்டத்தில், நுண்ணிய லேமினேட் புகைப்படம், பொறிக்கப்பட்ட, பள்ளம் மற்றும் குத்தப்பட்ட பிறகு பரவல் பிணைப்பு மூலம் HS-188 அலாய் ஷீட்டால் செய்யப்பட்டது. வடிவமைப்பு தேவைகளுக்கு ஏற்ப உள் அடுக்கை சிறந்த குளிரூட்டும் சேனலாக மாற்றலாம். இந்த கட்டமைப்பு குளிரூட்டலுக்கு பாரம்பரிய ஃபிலிம் குளிரூட்டியின் குளிரூட்டும் வாயுவில் 30% மட்டுமே தேவைப்படுகிறது, இது இயந்திரத்தின் வெப்ப சுழற்சி செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம், எரிப்பு அறை பொருளின் உண்மையான வெப்ப தாங்கும் திறனைக் குறைக்கலாம், எடையைக் குறைக்கலாம் மற்றும் உந்துதல்-எடையை அதிகரிக்கும். விகிதம். தற்போது, முக்கிய தொழில்நுட்பத்தை நடைமுறை பயன்பாட்டிற்கு கொண்டு வருவதற்கு முன் அதை உடைக்க வேண்டியது அவசியம். MA956 ஆல் செய்யப்பட்ட நுண்ணிய லேமினேட் என்பது அமெரிக்காவால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட ஒரு புதிய தலைமுறை எரிப்பு அறை பொருளாகும், இது 1300 ℃ இல் பயன்படுத்தப்படலாம்.
பி. எரிப்பு அறையில் பீங்கான் கலவைகளின் பயன்பாடு
1971 ஆம் ஆண்டு முதல் எரிவாயு விசையாழிகளுக்கு மட்பாண்டங்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை அமெரிக்கா சரிபார்க்கத் தொடங்கியது. 1983 ஆம் ஆண்டில், அமெரிக்காவில் மேம்பட்ட பொருட்களின் வளர்ச்சியில் ஈடுபட்டுள்ள சில குழுக்கள் மேம்பட்ட விமானங்களில் பயன்படுத்தப்படும் எரிவாயு விசையாழிகளுக்கான தொடர்ச்சியான செயல்திறன் குறிகாட்டிகளை உருவாக்கியுள்ளன. இந்த குறிகாட்டிகள்: டர்பைன் இன்லெட் வெப்பநிலையை 2200 ℃ ஆக அதிகரிக்கவும்; இரசாயன கணக்கீட்டின் எரிப்பு நிலையின் கீழ் செயல்படவும்; இந்தப் பகுதிகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் அடர்த்தியை 8g/cm3 இலிருந்து 5g/cm3 ஆகக் குறைக்கவும்; கூறுகளின் குளிர்ச்சியை ரத்துசெய். இந்தத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக, ஆய்வு செய்யப்பட்ட பொருட்களில் கிராஃபைட், மெட்டல் மேட்ரிக்ஸ், பீங்கான் மேட்ரிக்ஸ் கலவைகள் மற்றும் ஒற்றை-கட்ட மட்பாண்டங்களுக்கு கூடுதலாக இன்டர்மெட்டாலிக் கலவைகள் ஆகியவை அடங்கும். செராமிக் மேட்ரிக்ஸ் கலவைகள் (CMC) பின்வரும் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன:
பீங்கான் பொருளின் விரிவாக்க குணகம் நிக்கல் அடிப்படையிலான கலவையை விட மிகவும் சிறியது, மேலும் பூச்சு உரிக்க எளிதானது. இடைநிலை உலோகத்துடன் பீங்கான் கலவைகளை உருவாக்குவது, எரிப்பு அறை பொருட்களின் வளர்ச்சியின் திசையான செதில்களின் குறைபாட்டைக் கடக்க முடியும். இந்த பொருள் 10% - 20% குளிரூட்டும் காற்றுடன் பயன்படுத்தப்படலாம், மேலும் மெட்டல் பேக் இன்சுலேஷனின் வெப்பநிலை சுமார் 800 ℃ ஆகும், மேலும் வெப்பம் தாங்கும் வெப்பநிலை வேறுபட்ட குளிரூட்டல் மற்றும் ஃபிலிம் குளிரூட்டலை விட மிகக் குறைவு. V2500 இன்ஜினில் காஸ்ட் சூப்பர்அலாய் B1900+செராமிக் பூச்சு பாதுகாப்பு ஓடு பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் வளர்ச்சி திசையானது B1900 (பீங்கான் பூச்சுடன்) ஓடுகளை SiC-அடிப்படையிலான கலவை அல்லது ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு C/C கலவையுடன் மாற்றுவதாகும். செராமிக் மேட்ரிக்ஸ் கலவை என்பது 15-20 உந்துதல் எடை விகிதத்துடன் இயந்திர எரிப்பு அறையின் வளர்ச்சிப் பொருளாகும், மேலும் அதன் சேவை வெப்பநிலை 1538 ℃ - 1650 ℃ ஆகும். இது சுடர் குழாய், மிதக்கும் சுவர் மற்றும் ஆஃப்டர் பர்னர் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
2. விசையாழிக்கான உயர் வெப்பநிலை அலாய்
ஏரோ-இன்ஜின் டர்பைன் பிளேடு என்பது ஏரோ-எஞ்சினில் மிகவும் கடுமையான வெப்பநிலை சுமை மற்றும் மோசமான வேலை சூழலை தாங்கும் கூறுகளில் ஒன்றாகும். அதிக வெப்பநிலையின் கீழ் இது மிகப்பெரிய மற்றும் சிக்கலான அழுத்தத்தைத் தாங்க வேண்டும், எனவே அதன் பொருள் தேவைகள் மிகவும் கண்டிப்பானவை. ஏரோ-என்ஜின் டர்பைன் பிளேடுகளுக்கான சூப்பர்அலாய்கள் பின்வருமாறு பிரிக்கப்படுகின்றன:
வழிகாட்டிக்கான உயர் வெப்பநிலை கலவை
டிஃப்ளெக்டர் என்பது விசையாழி இயந்திரத்தின் பாகங்களில் ஒன்றாகும், அவை வெப்பத்தால் அதிகம் பாதிக்கப்படுகின்றன. எரிப்பு அறையில் சீரற்ற எரிப்பு ஏற்படும் போது, முதல் நிலை வழிகாட்டி வேனின் வெப்ப சுமை பெரியதாக உள்ளது, இது வழிகாட்டி வேனின் சேதத்திற்கு முக்கிய காரணமாகும். அதன் சேவை வெப்பநிலை டர்பைன் பிளேட்டை விட 100 ℃ அதிகமாக உள்ளது. வித்தியாசம் என்னவென்றால், நிலையான பாகங்கள் இயந்திர சுமைக்கு உட்பட்டவை அல்ல. பொதுவாக, விரைவான வெப்பநிலை மாற்றத்தால் ஏற்படும் வெப்ப அழுத்தம், விலகல், வெப்ப சோர்வு விரிசல் மற்றும் உள்ளூர் எரிப்பு ஆகியவற்றை ஏற்படுத்துவது எளிது. வழிகாட்டி வேன் அலாய் பின்வரும் பண்புகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்: போதுமான உயர் வெப்பநிலை வலிமை, நிரந்தர க்ரீப் செயல்திறன் மற்றும் நல்ல வெப்ப சோர்வு செயல்திறன், அதிக ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்ப அரிப்பு செயல்திறன், வெப்ப அழுத்தம் மற்றும் அதிர்வு எதிர்ப்பு, வளைக்கும் சிதைவு திறன், நல்ல வார்ப்பு செயல்முறை மோல்டிங் செயல்திறன் மற்றும் பற்றவைப்பு, மற்றும் பூச்சு பாதுகாப்பு செயல்திறன்.
தற்போது, அதிக உந்துதல்/எடை விகிதம் கொண்ட மிகவும் மேம்பட்ட இயந்திரங்கள் வெற்று வார்ப்பு கத்திகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் திசை மற்றும் ஒற்றை படிக நிக்கல் அடிப்படையிலான சூப்பர்அலாய்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன. அதிக உந்துதல்-எடை விகிதம் கொண்ட இயந்திரம் 1650 ℃ - 1930 ℃ உயர் வெப்பநிலையைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் வெப்ப காப்புப் பூச்சு மூலம் பாதுகாக்கப்பட வேண்டும். குளிரூட்டும் மற்றும் பூச்சு பாதுகாப்பு நிலைமைகளின் கீழ் பிளேடு அலாய் சேவை வெப்பநிலை 1100 ℃ க்கும் அதிகமாக உள்ளது, இது எதிர்காலத்தில் வழிகாட்டி பிளேடு பொருளின் வெப்பநிலை அடர்த்தி விலைக்கு புதிய மற்றும் அதிக தேவைகளை முன்வைக்கிறது.
பி. விசையாழி கத்திகளுக்கான சூப்பர்அலாய்ஸ்
விசையாழி கத்திகள் காற்று இயந்திரங்களின் முக்கிய வெப்பம் தாங்கும் சுழலும் பாகங்கள் ஆகும். அவற்றின் இயக்க வெப்பநிலை வழிகாட்டி கத்திகளை விட 50 ℃ - 100 ℃ குறைவாக உள்ளது. அவை பெரிய மையவிலக்கு அழுத்தம், அதிர்வு அழுத்தம், வெப்ப அழுத்தம், காற்று ஓட்டம் மற்றும் சுழலும் போது பிற விளைவுகளைத் தாங்குகின்றன, மேலும் வேலை நிலைமைகள் மோசமாக உள்ளன. அதிக உந்துதல்/எடை விகிதம் கொண்ட இயந்திரத்தின் ஹாட் எண்ட் கூறுகளின் சேவை வாழ்க்கை 2000h க்கும் அதிகமாக உள்ளது. எனவே, டர்பைன் பிளேடு அலாய் உயர் மற்றும் குறைந்த சுழற்சி சோர்வு, குளிர் மற்றும் சூடான சோர்வு, போதுமான பிளாஸ்டிக் மற்றும் தாக்கம் கடினத்தன்மை, மற்றும் உச்சநிலை உணர்திறன் போன்ற நல்ல உயர் மற்றும் நடுத்தர வெப்பநிலை விரிவான பண்புகள், உயர் க்ரீப் எதிர்ப்பு மற்றும் சேவை வெப்பநிலையில் முறிவு வலிமை வேண்டும்; உயர் ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு; நல்ல வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் நேரியல் விரிவாக்கத்தின் குறைந்த குணகம்; நல்ல வார்ப்பு செயல்முறை செயல்திறன்; நீண்ட கால கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மை, சேவை வெப்பநிலையில் TCP கட்ட மழைப்பொழிவு இல்லை. பயன்படுத்தப்பட்ட கலவை நான்கு நிலைகளில் செல்கிறது; சிதைந்த அலாய் பயன்பாடுகளில் GH4033, GH4143, GH4118 போன்றவை அடங்கும்; வார்ப்பு அலாய் பயன்பாட்டில் K403, K417, K418, K405, திசையில் திடப்படுத்தப்பட்ட தங்கம் DZ4, DZ22, ஒற்றைப் படிக அலாய் DD3, DD8, PW1484 போன்றவை அடங்கும். தற்போது, இது மூன்றாம் தலைமுறை ஒற்றைப் படிகக் கலவைகளாக உருவாகியுள்ளது. சீனாவின் ஒற்றை கிரிஸ்டல் அலாய் DD3 மற்றும் DD8 முறையே சீனாவின் விசையாழிகள், டர்போஃபான் இயந்திரங்கள், ஹெலிகாப்டர்கள் மற்றும் கப்பல் இயந்திரங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
3. விசையாழி வட்டுக்கான உயர் வெப்பநிலை அலாய்
விசையாழி வட்டு என்பது டர்பைன் இயந்திரத்தின் மிகவும் அழுத்தமான சுழலும் தாங்கி பகுதியாகும். 8 மற்றும் 10 உந்துதல் எடை விகிதத்துடன் இயந்திரத்தின் சக்கர விளிம்பின் வேலை வெப்பநிலை 650 ℃ மற்றும் 750 ℃ ஐ அடைகிறது, மேலும் சக்கர மையத்தின் வெப்பநிலை சுமார் 300 ℃ ஆகும், பெரிய வெப்பநிலை வேறுபாடு உள்ளது. சாதாரண சுழற்சியின் போது, இது பிளேட்டை அதிக வேகத்தில் சுழற்றச் செய்கிறது மற்றும் அதிகபட்ச மையவிலக்கு விசை, வெப்ப அழுத்தம் மற்றும் அதிர்வு அழுத்தத்தைத் தாங்குகிறது. ஒவ்வொரு தொடக்கமும் நிறுத்தமும் ஒரு சுழற்சி, சக்கர மையம். தொண்டை, பள்ளம் கீழே மற்றும் விளிம்பு அனைத்து வெவ்வேறு கலவை அழுத்தங்கள் தாங்க. அலாய் அதிக மகசூல் வலிமை, தாக்க கடினத்தன்மை மற்றும் சேவை வெப்பநிலையில் உச்சநிலை உணர்திறன் ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்; குறைந்த நேரியல் விரிவாக்க குணகம்; சில ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு; நல்ல வெட்டு செயல்திறன்.
4. ஏரோஸ்பேஸ் சூப்பர்அலாய்
திரவ ராக்கெட் இயந்திரத்தில் உள்ள சூப்பர்அலாய், உந்துதல் அறையில் உள்ள எரிப்பு அறையின் எரிபொருள் உட்செலுத்தி குழுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது; டர்பைன் பம்ப் எல்போ, ஃபிளேன்ஜ், கிராஃபைட் சுக்கான் ஃபாஸ்டென்னர், முதலியன. திரவ ராக்கெட் எஞ்சினில் உள்ள உயர் வெப்பநிலை அலாய் த்ரஸ்ட் சேம்பரில் ஃப்யூவல் சேம்பர் இன்ஜெக்டர் பேனலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது; டர்பைன் பம்ப் எல்போ, ஃபிளேன்ஜ், கிராஃபைட் சுக்கான் ஃபாஸ்டென்னர், முதலியன GH4169 டர்பைன் ரோட்டார், ஷாஃப்ட், ஷாஃப்ட் ஸ்லீவ், ஃபாஸ்டென்னர் மற்றும் பிற முக்கிய தாங்கி பாகங்களின் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
அமெரிக்க திரவ ராக்கெட் இயந்திரத்தின் விசையாழி ரோட்டார் பொருட்கள் முக்கியமாக உட்கொள்ளும் குழாய், விசையாழி கத்தி மற்றும் வட்டு ஆகியவை அடங்கும். GH1131 அலாய் பெரும்பாலும் சீனாவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் டர்பைன் பிளேடு வேலை செய்யும் வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது. Inconel x, Alloy713c, Astroloy மற்றும் Mar-M246 ஆகியவை தொடர்ச்சியாகப் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்; சக்கர வட்டு பொருட்களில் இன்கோனல் 718, வாஸ்பலோய் போன்றவை அடங்கும். GH4169 மற்றும் GH4141 ஒருங்கிணைந்த விசையாழிகள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் GH2038A இயந்திர தண்டுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.