1. Πώς είναι το νικέλιο - που βασίζονται σε υπερκαλύφους
Βήμα 1: Προετοιμασία και τήξη πρώτων υλών
Επιλογή πρώτων υλών: High-purity nickel (often >99,9% καθαρό) συνδυάζεται με ακριβείς ποσότητες στοιχείων κράματος, όπως χρωμίου (για αντίσταση οξείδωσης), αλουμίνιο και τιτάνιο (για την ενίσχυση της γ '- ni₃al/ti ιζήματα) και ιχνοστοιχεία όπως το Tungsten, το molybdenum ή το rhenium (για την ενίσχυση της αντοχής CreeP). Οι ακαθαρσίες (π.χ. θείο, οξυγόνο) ελέγχονται αυστηρά, καθώς υποβαθμίζουν τη μηχανική απόδοση.
Τήξη: Οι διαδικασίες που βασίζονται σε κενό - κυριαρχούν για να αποφευχθεί η μόλυνση από τον αέρα ή τη λιωμένη σκωρία. Οι συνήθεις μέθοδοι περιλαμβάνουν:Τήξη επαγωγής κενού (VIM): Χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητική επαγωγή για να λιώσει τις πρώτες ύλες σε κενό - σφραγισμένο χωνευτήριο, εξασφαλίζοντας ομοιόμορφη σύνθεση και χαμηλά επίπεδα ακαθαρσιών.
Relting τόξου κενού (var): Ακολουθεί το VIM. Το VIM - ingot απομακρύνεται ως ηλεκτρόδιο σε κενό, με τετηγμένο μέταλλο να στερεοποιείται σε ένα πυκνότερο, πιο ομοιογενές πέτρες (κρίσιμη για τη μείωση των εσωτερικών ελαττωμάτων όπως το πορώδες).
Βήμα 2: Πρωτοβάθμια διαμόρφωση (μετατροπή Ingot)
Καυτή σφυρηλάτηση: Το πλίνιο θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες (τυπικά 1000-1200 ° C, κάτω από το σημείο τήξης) και πιέζεται ή σφυρηλατείται σε σχεδόν - net - εξαρτήματα σχήματος (π.χ. Αυτό το βήμα ευθυγραμμίζει τις δομές των κόκκων και ενισχύει την ολκιμότητα.
Καυτός κυλίνδρος/εξώθηση: Για την παραγωγή μακρών, ομοιόμορφων σχημάτων (π.χ. ράβδοι, φύλλα ή σωλήνες), ο πάγκο είναι τυλιγμένος μέσα από θερμαινόμενους κυλίνδρους ή ωθείται μέσα από μια μήτρα κάτω από υψηλή πίεση.
Βήμα 3: Θερμική επεξεργασία (μικροδομικός συντονισμός)
Ανόπτηση λύσης: Το κράμα θερμαίνεται σε θερμοκρασία πάνω από το γ 'Solvus (συνήθως 1100-1250 ° C) για να διαλύσει όλες τις γ' φάσεις στη μήτρα νικελίου, στη συνέχεια να ψύχεται γρήγορα (σβήστηκε) για να παγιδεύει τα στοιχεία κράματος σε ένα υπερκορεσμένο στερεό διάλυμα.
Γήρανση (σκλήρυνση βροχοπτώσεων): Το σβήσιμο κράμα θερμαίνεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία (700-900 ° C) για ώρες έως ημέρες. Αυτό επιτρέπει την εμφάνιση λεπτών, ομοιόμορφα κατανεμημένων γ 'που σχηματίζονται σε όλη τη μήτρα, αυξάνοντας σημαντικά την αντοχή χωρίς να θυσιάζουν την ολκιμότητα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλαπλοί κύκλοι γήρανσης για βέλτιστη απόδοση.
Βήμα 4: Δευτεροβάθμια επεξεργασία και φινίρισμα
Επεξεργασία: Το νικέλιο - με βάση τα υπερκύρεια είναι εξαιρετικά σκληρά και φθορά - ανθεκτικά, έτσι η κατεργασία ακριβείας απαιτεί εξειδικευμένα εργαλεία (π.χ. κυβικά νιτρικά βόριο, CBN) και δροσερό. Διαδικασίες όπως η άλεση, η στροφή ή η ηλεκτρική κατεργασία εκκένωσης (EDM) χρησιμοποιούνται για την επίτευξη τελικών διαστάσεων και ομαλότητας της επιφάνειας.
Προηγμένη κατασκευή (προαιρετικά): Για σύνθετα εξαρτήματα (π.χ., χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο οι λεπίδες στροβίλου με εσωτερικά κανάλια ψύξης), οι μέθοδοι παραγωγής προσθέτων (3D εκτύπωσης) όπως η επιλεκτική τήξη λέιζερ (SLM) ή η τήξη της δέσμης ηλεκτρονίων (EBM) χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο. Αυτές οι διαδικασίες δημιουργούν στρώμα εξαρτημάτων - από - στρώμα από μεταλλική σκόνη, επιτρέποντας περίπλοκα σχέδια διατηρώντας παράλληλα την απόδοση των κραμάτων.
Επιθεώρηση και ποιοτικός έλεγχος: Μη- Τεχνικές καταστροφικής δοκιμής (NDT) - όπως η υπερηχητική δοκιμή (για εσωτερικά ελαττώματα), X - διάθλαση ακτίνων (για ανάλυση φάσης) και μεταλλογραφική εξέταση (για επαλήθευση μικροδομής)-.
2. Ποιο είναι το πιο ακριβό υπερκύλιο
Βασικοί λόγοι για το υψηλό κόστος τους:
Το Rhenium (Re) είναι ένα Ultra - σπάνιο, υψηλό - στοιχείο κόστους: Το rhenium είναι ένα από τα πιο σπάνια στοιχεία που απαντώνται φυσικά (αφθονία ~ 0,001 ppm στο φλοιό της Γης), που εξορύσσεται κυρίως ως υποπροϊόν του μολυβδαινίου ή της διύλισης του χαλκού.
Κρίσιμος ρόλος στο υψηλό - κράματα απόδοσης: Το rhenium προστίθεται (τυπικά 3-6%κατά βάρος) στο νικέλιο - με βάση τα υπερκράματα για να βελτιώσει δραστικά την αντίσταση ερπυσμού σε ακραίες θερμοκρασίες (1100-1200 ° C). Αυτό καθιστά αυτά τα κράματα αναντικατάστατα για τα πιο καυτά συστατικά των προχωρημένων κινητήρων αεριωθούμενων κινητήρων (π.χ., υψηλής - πτερύγια πίεσης σε στρατιωτικά αεροσκάφη ή εμπορικά αεροσκάφη όπως το Boeing 787).
Παράδειγμα: Ενιαίο - κρυσταλλικό νικέλιο - με βάση τα υπερκράματα με rhenium
3. Ποιο είναι το πιο φτηνό υπερκράτων
Βασικοί λόγοι για το χαμηλότερο κόστος τους:
Άφθονα στοιχεία βάσης: Ο σίδηρος είναι ένα από τα πιο άφθονα στοιχεία στη Γη (πολύ φθηνότερα από το νικέλιο ή το κοβάλτιο) και το σίδηρο - που βασίζονται σε υπερκύρεια συνήθως περιέχουν χαμηλότερα ποσοστά δαπανηρών στοιχείων (π.χ. περιεχόμενο νικελίου είναι συχνά 20-40% κατά βάρος, vs {{5} - 80% wt% ontium- βασισμένα σε superallys,}} βολφραμίου).
Απλούστερη κατασκευή: Πολλοί σίδηροι - που βασίζονται σε υπερκύνους μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία χρησιμοποιώντας συμβατικό εξοπλισμό χάλυβα ή σφυρηλάτηση (σε αντίθεση με το νικέλιο - με βάση τα υπερκράματα, τα οποία συχνά απαιτούν τήξη κενού ή μονή - κρυσταλλική χύτευση), μειώνοντας την πολυπλοκότητα της παραγωγής και το κόστος.
