ඉහළ උෂ්ණත්ව මිශ්ර ලෝහය තාප ශක්තිය මිශ්ර ලෝහය ලෙසද හැඳින්වේ. අනුකෘති ව්‍යුහය අනුව ද්රව්ය කාණ්ඩ තුනකට බෙදිය හැකිය: යකඩ මත පදනම් වූ නිකල් සහ ක්‍රෝමියම් මත පදනම් වූ. නිෂ්පාදන මාදිලිය අනුව, එය විකෘති වූ සුපර් ඇලෝයි සහ වාත්තු සුපර් ඇලෝයි ලෙස බෙදිය හැකිය.
එය අභ්‍යවකාශ ක්ෂේත්‍රයට නැතිවම බැරි අමුද්‍රව්‍යයකි. එය අභ්‍යවකාශ සහ ගුවන් නිෂ්පාදන එන්ජින්වල ඉහළ උෂ්ණත්ව කොටස සඳහා ප්රධාන ද්රව්ය වේ. එය ප්රධාන වශයෙන් දහන කුටිය, ටර්බයින් තලය, මාර්ගෝපදේශ තලය, සම්පීඩක සහ ටර්බයින් තැටිය, ටර්බයින් නඩුව සහ අනෙකුත් කොටස් නිෂ්පාදනය සඳහා යොදා ගනී. සේවා උෂ්ණත්ව පරාසය 600 ℃ - 1200 ℃ වේ. භාවිතා කරන කොටස් අනුව ආතතිය සහ පාරිසරික තත්ත්වයන් වෙනස් වේ. මිශ්ර ලෝහයේ යාන්ත්රික, භෞතික හා රසායනික ගුණාංග සඳහා දැඩි අවශ්යතා ඇත. එය එන්ජිමේ ක්රියාකාරීත්වය, විශ්වසනීයත්වය සහ ආයු කාලය සඳහා තීරණාත්මක සාධකය වේ. එබැවින්, සුපර්ලෝයි යනු සංවර්ධිත රටවල අභ්‍යවකාශ සහ ජාතික ආරක්ෂක ක්ෂේත්‍රවල ප්රධාන පර්යේෂණ ව්‍යාපෘතිවලින් එකකි.
සුපිරි මිශ්ර ලෝහවල ප්රධාන යෙදුම් වන්නේ:
1. දහන කුටිය සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්ව මිශ්ර ලෝහය
ගුවන් ටර්බයින එන්ජිමේ දහන කුටිය (ගිනි නළය ලෙසද හැඳින්වේ) ප්රධාන අධි-උෂ්ණත්ව සංරචක වලින් එකකි. ඉන්ධන පරමාණුකරණය, තෙල් සහ ගෑස් මිශ්ර කිරීම සහ අනෙකුත් ක්රියාවලීන් දහන කුටියේ සිදු කරනු ලබන බැවින්, දහන කුටියේ උපරිම උෂ්ණත්වය 1500 ℃ - 2000 ℃ දක්වා ළඟා විය හැකි අතර, දහන කුටියේ බිත්ති උෂ්ණත්වය 1100 ° දක්වා ළඟා විය හැකිය. ඒ අතරම, එය තාප පීඩනය සහ වායු ආතතිය ද දරයි. ඉහළ තෙරපුම්/බර අනුපාතයක් ඇති බොහෝ එන්ජින් කෙටි දිග සහ ඉහළ තාප ධාරිතාවක් ඇති වළයාකාර දහන කුටි භාවිතා කරයි. දහන කුටියේ උපරිම උෂ්ණත්වය 2000 ℃ දක්වා වන අතර, ගෑස් පටල හෝ වාෂ්ප සිසිලනයෙන් පසු බිත්ති උෂ්ණත්වය 1150 ° දක්වා ළඟා වේ. විවිධ කොටස් අතර විශාල උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමිකතා තාප ආතතිය ජනනය කරනු ඇත, වැඩ කරන තත්වය වෙනස් වන විට එය තියුනු ලෙස ඉහළ ගොස් පහත වැටෙනු ඇත. ද්රව්යය තාප කම්පනය සහ තාප තෙහෙට්ටුව පැටවීමට යටත් වන අතර, විකෘති කිරීම්, ඉරිතැලීම් සහ අනෙකුත් දෝෂ ඇති වේ. සාමාන්යයෙන්, දහන කුටිය තහඩු මිශ්ර ලෝහයෙන් සාදා ඇති අතර, විශේෂිත කොටස්වල සේවා කොන්දේසි අනුව තාක්ෂණික අවශ්යතා පහත පරිදි සාරාංශ කර ඇත: එය ඉහළ උෂ්ණත්ව මිශ්ර ලෝහ සහ වායුව භාවිතා කිරීමේ කොන්දේසි යටතේ යම් ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධයක් සහ වායු විඛාදන ප්‍රතිරෝධයක් ඇත; එය නිශ්චිත ක්ෂණික සහ විඳදරාගැනීමේ ශක්තිය, තාප තෙහෙට්ටුව කාර්ය සාධනය සහ අඩු ප්රසාරණ සංගුණකය ඇත; එය සැකසීම, සැකසීම සහ සම්බන්ධ කිරීම සහතික කිරීම සඳහා ප්රමාණවත් තරම් ප්ලාස්ටික් සහ වෑල්ඩින් හැකියාව ඇත; සේවා කාලය තුළ විශ්වසනීය ක්රියාකාරීත්වය සහතික කිරීම සඳහා තාප චක්රය යටතේ හොඳ සංවිධානාත්මක ස්ථාවරත්වයක් ඇත.
a. MA956 මිශ්ර ලෝහ porous laminate
මුල් අවධියේදී, සිදුරු සහිත ලැමිෙන්ට් ඡායාරූපගත කිරීමෙන්, කැටයම් කිරීමෙන්, වලවල්වලින් හා සිදුරු කිරීමෙන් පසු විසරණ බන්ධන මගින් HS-188 මිශ්ර ලෝහ පත්‍රයෙන් සාදන ලදී. සැලසුම් අවශ්යතා අනුව අභ්යන්තර ස්තරය පරිපූර්ණ සිසිලන නාලිකාවක් බවට පත් කළ හැකිය. මෙම ව්‍යුහ සිසිලනය සඳහා අවශ්‍ය වන්නේ සාම්ප්‍රදායික චිත්‍රපට සිසිලනයේ සිසිලන වායුවෙන් 30% ක් පමණක් වන අතර එමඟින් එන්ජිමේ තාප චක්‍ර කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කළ හැකි අතර දහන කුටියේ ද්‍රව්‍යයේ සත්‍ය තාප දරණ ධාරිතාව අඩු කළ හැකි අතර බර අඩු කර තෙරපුම-බර වැඩි කළ හැකිය. අනුපාතය. වර්තමානයේ, එය ප්‍රායෝගික භාවිතයට ගැනීමට පෙර ප්රධාන තාක්ෂණය බිඳ දැමීම තවමත් අවශ්‍ය වේ. MA956 වලින් සාදන ලද සිදුරු සහිත ලැමිෙන්ට් යනු එක්සත් ජනපදය විසින් හඳුන්වා දුන් නව පරම්පරාවේ දහන කුටීර ද්‍රව්‍යයක් වන අතර එය 1300 ℃ දී භාවිතා කළ හැකිය.
ආ. දහන කුටියේ සෙරමික් සංයෝග යෙදීම
එක්සත් ජනපදය 1971 සිට ගෑස් ටර්බයින සඳහා පිඟන් මැටි භාවිතා කිරීමේ ශක්‍යතාව තහවුරු කිරීමට පටන් ගෙන ඇත. 1983 දී, එක්සත් ජනපදයේ උසස් ද්රව්ය සංවර්ධනය කිරීමේ නිරත වූ සමහර කණ්ඩායම් උසස් ගුවන් යානාවල භාවිතා කරන ගෑස් ටර්බයින සඳහා කාර්ය සාධන දර්ශක මාලාවක් සකස් කර ඇත. මෙම දර්ශක වනුයේ: ටර්බයින ආදාන උෂ්ණත්වය 2200 ℃ දක්වා වැඩි කිරීම; රසායනික ගණනය කිරීමේ දහන තත්ත්වය යටතේ ක්රියා කරන්න; මෙම කොටස් සඳහා යොදන ඝනත්වය 8g/cm3 සිට 5g/cm3 දක්වා අඩු කරන්න; සංරචක සිසිල් කිරීම අවලංගු කරන්න. මෙම අවශ්යතා සපුරාලීම සඳහා, අධ්‍යයනය කරන ලද ද්රව්ය අතර මිනිරන්, ලෝහ න්‍යාසය, සෙරමික් අනුකෘති සංයෝග සහ තනි-අදියර පිඟන් මැටිවලට අමතරව අන්තර් ලෝහ සංයෝග ඇතුළත් වේ. සෙරමික් අනුකෘති සංයුක්ත (CMC) පහත සඳහන් වාසි ඇත:
සෙරමික් ද්‍රව්‍යවල ප්රසාරණ සංගුණකය නිකල් මත පදනම් වූ මිශ්ර ලෝහයට වඩා බෙහෙවින් කුඩා වන අතර ආලේපනය ඉවත් කිරීමට පහසුය. අතරමැදි ලෝහමය හැඟීමක් සහිත සෙරමික් සංයෝග සෑදීමෙන් දහන කුටීර ද්‍රව්‍යවල සංවර්ධන දිශාව වන ෆ්ලැකිං දෝෂය මඟහරවා ගත හැකිය. මෙම ද්රව්යය 10% - 20% සිසිලන වාතය සමඟ භාවිතා කළ හැකි අතර, ලෝහ පසුපස පරිවාරකයේ උෂ්ණත්වය 800 ℃ පමණ වන අතර තාප දරණ උෂ්ණත්වය අපසාරී සිසිලනය සහ චිත්‍රපට සිසිලනයට වඩා බෙහෙවින් අඩුය. V2500 එන්ජිමෙහි වාත්තු සුපර්ඇලෝයි B1900+සෙරමික් ආලේපන ආරක්ෂිත ටයිල් භාවිතා කරන අතර, සංවර්ධන දිශාව වන්නේ B1900 (සෙරමික් ආලේපනය සහිත) ටයිල් වෙනුවට SiC මත පදනම් වූ සංයුක්ත හෝ ප්‍රති-ඔක්සිකරණ C/C සංයෝගයකි. සෙරමික් න්‍යාස සංයුක්තය 15-20 තෙරපුම් බර අනුපාතයක් සහිත එන්ජින් දහන කුටියේ සංවර්ධන ද්රව්ය වන අතර එහි සේවා උෂ්ණත්වය 1538 ℃ - 1650 ℃ වේ. එය ගිනි නළය, පාවෙන බිත්තිය සහ පසු දාහක සඳහා භාවිතා වේ.
2. ටර්බයින් සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්ව මිශ්ර ලෝහය
Aero-Engine ටර්බයින් තලය යනු වායු-එන්ජිමෙහි වඩාත් දරුණු උෂ්ණත්ව බර සහ නරකම වැඩ පරිසරය දරා සිටින සංරචක වලින් එකකි. එය අධික උෂ්ණත්වය යටතේ ඉතා විශාල හා සංකීර්ණ ආතතිය දරා ගැනීමට සිදු වේ, ඒ නිසා එහි ද්රව්ය අවශ්යතා ඉතා දැඩි වේ. වායු-එන්ජින් ටර්බයින් බ්ලේඩ් සඳහා සුපිරි මිශ්ර ලෝහ බෙදා ඇත:
a. මාර්ගෝපදේශ සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්ව මිශ්ර ලෝහය
ඩිෆ්ලෙක්ටරය යනු ටර්බයින් එන්ජිමේ තාපයෙන් වඩාත් බලපෑමට ලක්වන කොටස් වලින් එකකි. දහන කුටියේ අසමාන දහනය සිදු වූ විට, පළමු අදියර මාර්ගෝපදේශක වෑන් රථයේ තාපන භාරය විශාල වන අතර එය මාර්ගෝපදේශක වෑන් රථයේ හානියට ප්රධාන හේතුව වේ. එහි සේවා උෂ්ණත්වය ටර්බයින් තලයට වඩා 100 ℃ පමණ වැඩි වේ. වෙනස වන්නේ ස්ථිතික කොටස් යාන්ත්රික බරට යටත් නොවන බවයි. සාමාන්යයෙන්, වේගවත් උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් හේතුවෙන් තාප ආතතිය, විරූපණය, තාප තෙහෙට්ටුව ඉරිතැලීම සහ දේශීය පිළිස්සීම ඇති කිරීම පහසුය. මාර්ගෝපදේශක වෑන් මිශ්ර ලෝහයට පහත ගුණාංග තිබිය යුතුය: ප්රමාණවත් ඉහළ උෂ්ණත්ව ශක්තිය, ස්ථිර ක්‍රීප් ක්‍රියාකාරිත්වය සහ හොඳ තාප තෙහෙට්ටුව කාර්ය සාධනය, ඉහළ ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය සහ තාප විඛාදන ක්‍රියාකාරිත්වය, තාප ආතතිය සහ කම්පන ප්රතිරෝධය, නැමීමේ විරූපණ හැකියාව, හොඳ වාත්තු ක්‍රියාවලි වාත්තු කාර්ය සාධනය සහ පෑස්සුම් හැකියාව, සහ ආලේපන ආරක්ෂණ කාර්ය සාධනය.
වර්තමානයේ, ඉහළ තෙරපුම්/බර අනුපාතයක් සහිත බොහෝ දියුණු එන්ජින් හිස් වාත්තු තල භාවිතා කරන අතර දිශානුගත සහ තනි ස්ඵටික නිකල් මත පදනම් වූ සුපිරි මිශ්ර ලෝහ තෝරා ගනු ලැබේ. ඉහළ තෙරපුම් බර අනුපාතයක් සහිත එන්ජිම 1650 ℃ - 1930 ℃ ඉහළ උෂ්ණත්වයක් ඇති අතර තාප පරිවාරක ආලේපනය මගින් ආරක්ෂා කළ යුතුය. සිසිලන සහ ආෙල්පන ආරක්ෂණ තත්ත්වයන් යටතේ තල මිශ්ර ලෝහයේ සේවා උෂ්ණත්වය 1100 ℃ ට වඩා වැඩි වන අතර එමඟින් අනාගතයේදී මාර්ගෝපදේශ තල ද්‍රව්‍යයේ උෂ්ණත්ව ඝණත්ව පිරිවැය සඳහා නව සහ ඉහළ අවශ්යතා ඉදිරිපත් කරයි.
ආ. ටර්බයින් බ්ලේඩ් සඳහා සුපිරි මිශ්ර ලෝහ
ටර්බයින් බ්ලේඩ් යනු වායු-එන්ජින් වල ප්රධාන තාපය දරණ භ්‍රමණය වන කොටස් වේ. ඒවායේ මෙහෙයුම් උෂ්ණත්වය මාර්ගෝපදේශ තලවලට වඩා 50 ℃ - 100 ℃ අඩුය. ඒවා භ්‍රමණය වන විට විශාල කේන්ද්‍රාපසාරී ආතතිය, කම්පන ආතතිය, තාප ආතතිය, වායු ප්‍රවාහ සෙවීම සහ වෙනත් බලපෑම් දරයි, සහ සේවා තත්ත්වය දුර්වලයි. ඉහළ තෙරපුම / බර අනුපාතය සහිත එන්ජිමේ උණුසුම් අවසන් සංරචකවල සේවා කාලය 2000h ට වඩා වැඩි වේ. එබැවින්, ටර්බයින් බ්ලේඩ් මිශ්ර ලෝහයට සේවා උෂ්ණත්වයේ දී ඉහළ රිංගා ප්‍රතිරෝධයක් සහ කැඩී යාමේ ශක්තියක් තිබිය යුතුය, ඉහළ සහ අඩු චක්‍ර විඩාව, සීතල සහ උණුසුම් තෙහෙට්ටුව, ප්රමාණවත් ප්ලාස්ටික් සහ බලපෑම් තද බව සහ නොච් සංවේදීතාව වැනි හොඳ ඉහළ සහ මධ්‍යම උෂ්ණත්ව විස්තීරණ ගුණාංග; ඉහළ ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය සහ විඛාදන ප්රතිරෝධය; හොඳ තාප සන්නායකතාව සහ රේඛීය ව්යාප්තියේ අඩු සංගුණකය; හොඳ වාත්තු ක්රියාවලිය කාර්ය සාධනය; දිගු කාලීන ව්‍යුහාත්මක ස්ථායිතාව, සේවා උෂ්ණත්වයේ දී TCP අදියර වර්ෂාපතනයක් නොමැත. යොදන ලද මිශ්ර ලෝහය අදියර හතරක් හරහා ගමන් කරයි; විකෘති වූ මිශ්ර ලෝහ යෙදුම්වලට GH4033, GH4143, GH4118, ආදිය ඇතුළත් වේ; වාත්තු මිශ්ර ලෝහයේ යෙදීමට K403, K417, K418, K405, දිශානුගතව ඝන වූ රන් DZ4, DZ22, තනි ස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ DD3, DD8, PW1484, ආදිය ඇතුළත් වේ. වර්තමානයේ එය තනි ස්ඵටික මිශ්ර ලෝහවල තුන්වන පරම්පරාව දක්වා වර්ධනය වී ඇත. චීනයේ තනි ස්ඵටික මිශ්ර ලෝහය DD3 සහ DD8 පිළිවෙලින් චීනයේ ටර්බයින, ටර්බෝෆෑන් එන්ජින්, හෙලිකොප්ටර් සහ නැව් එන්ජින් සඳහා භාවිතා වේ.
3. ටර්බයින් තැටිය සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්ව මිශ්ර ලෝහය
ටර්බයින තැටිය යනු ටර්බයින එන්ජිමේ වඩාත්ම ආතතියට ලක්වන භ්‍රමණය වන දරණ කොටසයි. තෙරපුම් බර අනුපාතය 8 සහ 10 සහිත එන්ජිමේ රෝද ෆ්ලැන්ජ් හි ක්‍රියාකාරී උෂ්ණත්වය 650 ℃ සහ 750 ℃ දක්වා ළඟා වන අතර රෝද මධ්‍යස්ථානයේ උෂ්ණත්වය විශාල උෂ්ණත්ව වෙනසක් සහිතව 300 ℃ පමණ වේ. සාමාන්‍ය භ්‍රමණය අතරතුර, එය තලය අධික වේගයෙන් භ්‍රමණය වන අතර උපරිම කේන්ද්‍රාපසාරී බලය, තාප ආතතිය සහ කම්පන ආතතිය දරයි. සෑම ආරම්භයක් සහ නැවතුමක්ම චක්‍රයක්, රෝද මධ්‍යස්ථානයකි. උගුර, වල පතුල සහ දාරය යන සියල්ලම විවිධ සංයුක්ත ආතතීන් දරයි. මිශ්ර ලෝහයට ඉහළම අස්වැන්නේ ශක්තිය, බලපෑම් තද බව සහ සේවා උෂ්ණත්වයේ දී නොච් සංවේදීතාවයක් තිබීම අවශ්‍ය වේ; අඩු රේඛීය විස්තාරණ සංගුණකය; ඇතැම් ඔක්සිකරණ සහ විඛාදන ප්රතිරෝධය; හොඳ කැපුම් කාර්ය සාධනය.
4. අභ්‍යවකාශ සුපිරි මිශ්ර ලෝහය
ද්‍රව රොකට් එන්ජිමේ ඇති සුපිරි මිශ්ර ලෝහය තෙරපුම් කුටියේ දහන කුටියේ ඉන්ධන ඉන්ජෙක්ටර් පුවරුව ලෙස භාවිතා කරයි; ටර්බයින් පොම්ප වැලමිට, ෆ්ලැන්ජ්, ග්‍රැෆයිට් සුක්කානම ගාංචු යනාදිය. දියර රොකට් එන්ජිමේ ඉහළ උෂ්ණත්ව මිශ්ර ලෝහ තෙරපුම් කුටියේ ඉන්ධන කුටීර ඉන්ජෙක්ටර් පැනලය ලෙස භාවිතා කරයි; ටර්බයින් පොම්ප වැලමිට, ෆ්ලැන්ජ්, ග්‍රැෆයිට් සුක්කානම ගාංචු යනාදිය GH4169 ටර්බයින රෝටර්, පතුවළ, පතුවළ අත්, ගාංචු සහ අනෙකුත් වැදගත් දරණ කොටස්වල ද්රව්ය ලෙස භාවිතා කරයි.
ඇමරිකානු ද්‍රව රොකට් එන්ජිමේ ටර්බයින් රොටර් ද්රව්ය ප්රධාන වශයෙන් ඉන්ටේක් පයිප්ප, ටර්බයින් තලය සහ තැටිය ඇතුළත් වේ. GH1131 මිශ්ර ලෝහය බොහෝ දුරට චීනයේ භාවිතා වන අතර ටර්බයින් තලය වැඩ කරන උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතී. Inconel x, Alloy713c, Astroloy සහ Mar-M246 අනුපිළිවෙලින් භාවිතා කළ යුතුය; රෝද තැටි ද්රව්ය අතර Inconel 718, Waspaloy, ආදිය ඇතුළත් වේ. GH4169 සහ GH4141 සමෝධානික ටර්බයින වැඩි වශයෙන් භාවිතා වන අතර GH2038A එන්ජින් පතුවළ සඳහා භාවිතා වේ.