Metalografska struktura iz visokotemperaturne zlitine HastelloyX (GH3536).
Zlitina GH3536 je visokotemperaturna zlitina na osnovi niklja z visoko vsebnostjo železa, ki je večinoma trdna raztopina, ojačana s kromom in molibdenom.
Učinke različnih postopkov toplotne obdelave na mikrostrukturo in mehanske lastnosti zlitine GH3536, nastale s selektivnim laserskim taljenjem, smo analizirali z uporabo OM, SEM in testiranja mehanskih lastnosti. Rezultati kažejo, da ko se temperatura trdne raztopine poveča, postane velikost zrn večja, natezna trdnost pa postopoma narašča pri visokih temperaturah, vendar se zmanjšuje pri sobnih temperaturah.
značilnost
Ima dobro odpornost proti oksidaciji in koroziji, ima srednjo do srednjo vzdržljivost in trdnost pri lezenju pod 900 stopinjami ter ima dobro sposobnost oblikovanja pri hladni in vroči obdelavi ter učinkovitost varjenja. Primeren je za izdelavo komponent zgorevalne komore in drugih visokotemperaturnih komponent letalskih motorjev. Dolgo časa se lahko uporablja pod 900 stopinjami, kratkotrajna delovna temperatura pa lahko doseže 1080 stopinj. Zlitina, ki lahko prenese določene obremenitve pri visokih temperaturah od 600 do 1200 stopinj in je odporna proti oksidaciji ali koroziji.
Ko temperatura trdne raztopine doseže 1120 stopinj, natezna trdnost prečne preskusne palice in vzdolžne preskusne palice dosežeta 816 oziroma 731 MPa pri pogojih sobne temperature; pri visokih temperaturah 900 stopinj dosežejo 189 oziroma 204 MPa. Po obdelavi s staranjem pri 800 stopinjah se fini karbidi izločijo iz strukture matrice zlitine, kar povzroči učinek ojačitve druge faze in izboljša trdnost. S podaljševanjem časa staranja se karbidi zgostijo, vendar se velikost zrn skoraj ne spremeni, kar se odraža v povečanju natezne trdnosti pri sobni temperaturi in raztezku po zlomu.
Glede na matrične elemente ga lahko v glavnem razdelimo na superzlitine na osnovi železa, superzlitine na osnovi niklja in superzlitine na osnovi kobalta. Glede na postopek priprave ga lahko razdelimo na deformirane visokotemperaturne zlitine, lite visokotemperaturne zlitine in visokotemperaturne zlitine praškaste metalurgije. Glede na metode utrjevanja ločimo utrjevanje s trdno raztopino, padavinsko utrjevanje, oksidno disperzijsko utrjevanje in vlakneno utrjevanje (glej utrjevanje kovin). Visokotemperaturne zlitine se večinoma uporabljajo za izdelavo visokotemperaturnih komponent, kot so turbinske lopatice, vodilne lopatice, turbinske plošče, visokotlačne kompresorske plošče in zgorevalne komore za letalske, pomorske in industrijske plinske turbine; uporabljajo se tudi za proizvodnjo vesoljskih vozil, raketnih motorjev, jedrskih reaktorjev, petrokemične opreme ter naprav za pretvorbo premoga in drugih naprav za pretvorbo energije.
Ko čas staranja doseže 20 ur, natezna trdnost prečne preskusne palice in vzdolžne preskusne palice pri sobni temperaturi dosežeta 832 oziroma 747 MPa; raztezek po pretrganju prečne preskusne palice in vzdolžne preskusne palice pri visokotemperaturnih pogojih 900 stopinj doseže 8,5 % in 21,5 %. Končno je optimalen postopek toplotne obdelave za selektivno oblikovanje z laserskim taljenjem zlitine GH3536: trdna raztopina (1120 stopinj × 1 h) + staranje (800 stopinj × 20 h).
Kemična sestava GH3536
Ogljik C: Manj ali enako {{0}}.12 Krom Cr: 21~25 Nikelj Ni: 52,8~63,3 Aluminij AL: 1,8~1,7 Železo Fe: ostanek Mangan Mn: Manj ali enako 1,57 Silicij: Manj ali enako 0.80 Fosfor P: Manj ali enako 0,036 Žveplo S: Manj ali enako 0,04
GH3536 je deformirana superzlitina, ojačana s trdno raztopino na osnovi Ni-Cr-Fe, z mednarodno blagovno znamko Hastelloy-X. Zlitina ima odlično odpornost proti oksidaciji in koroziji ter dobre varilne lastnosti ter hladno in vročo obdelavo. V letalski industriji moje države so ga uporabljali kot sestavne dele zgorevalne komore letalskega motorja, sataste strukture, difuzorje, repne šobe in druge komponente vročega konca. Z razvojem časa letalski izdelki še naprej postavljajo nove funkcionalne zahteve, struktura delov pa postopoma postaja kompleksna.
Podobne znamke
GH3536
UNS NO6002 HastelloyX (ZDA), NC22FeD (Francija), NiCr22FeMo (Nemčija), Nimonic PE13 (UK)
Tradicionalne subtraktivne metode izdelave imajo pogosto veliko težav pri obdelavi delov s kompleksno strukturo. Tehnologija aditivne proizvodnje do neke mere rešuje problem težke obdelave kompleksnih komponent zaradi svoje proizvodne metode z visoko stopnjo svobode. Selektivno lasersko taljenje je eden od glavnih postopkov, ki se trenutno uporabljajo za proizvodnjo kovinskih dodatkov. Zaradi postopka praškaste plasti in visokoenergijskega mikrolaserskega žarka je ugodnejši od drugih postopkov pri oblikovanju kompleksnih struktur, natančnosti delov, kakovosti površine itd. Laserska aditivna proizvodnja ima edinstvene prednosti pri proizvodnji visokotemperaturnih zlitin na osnovi niklja. Ne more samo skrajšati proizvodnega časa in zmanjšati proizvodnih stroškov, temveč tudi dati prednost funkcionalnemu dizajnu.
GH3536 Metalografska struktura:
Struktura te zlitine v stanju trdne raztopine je avstenitna matrica z majhno količino karbidov TiN in M6C.
V dejanskem proizvodnem procesu izdelki aditivne proizvodnje pogosto zahtevajo naknadno mehansko obdelavo. Vendar se med tem postopkom pogosto pojavijo šibkost obdelave, prijemanje orodja in slaba končna obdelava površine. Te napake so povezane z načelom oblikovanja aditivne proizvodnje. Da bi rešili takšne probleme, jih je mogoče rešiti z vrsto optimizacije procesa toplotne obdelave. Za lito zlitino GH3536 že obstajajo ustrezni standardi toplotne obdelave. Ker pa selektivno lasersko taljenje vključuje zapleten postopek fazne spremembe, je treba raziskati najboljši načrt postopka toplotne obdelave, ki temelji na tehnologiji selektivnega laserskega taljenja.
