Vrste supelalijev

Uvod
Sodobni proizvodni standardi so izjemno zahtevni. Inženirji in oblikovalci nenehno prosijo, da izpolnjujejo zahteve industrije za uspešnost, dolgo življenjsko dobo, trajnost in optimizacijo stroškov. Industrijska proizvodnja je v stalnem razvoju. Nova načela oblikovanja, proizvodne metode in materiali so bistveni za inovacije.

Nekatere panoge so še posebej zahtevne, na primer vesoljska industrija. Proizvodi vesoljske vesolje so podvrženi ekstremnim pogojem v času njihove življenjske dobe. Tradicionalne metode in materiali niso dovolj za izpolnjevanje industrijskih standardov: zato vesoljski inženirji uporabljajo materiale, kot so Supealloys.

Kaj so superloge?
V bistvu so superloge materiali z izjemno statistiko uspešnosti. Ključne lastnosti supelalijev so visoka vzdržljivost, ekstremna mehanska trdnost, termoelastičnost in dolgo življenje. Najpomembnejša lastnost Supealloy je njegova sposobnost delovanja pri visokih ulomkih tališča. Vse zgoraj navedene lastnosti naredijo superloge, ki so bistvene za vesoljsko industrijo.

Prvotna ideja za razvoj materialov, primernih za delovanje v ekstremnih pogojih, je nastala iz želje po oblikovanju vozil, ki bi nas lahko popeljala višje in hitrejše. Razvoj Supealloys je tesno povezan s hitro širitvijo vesoljske industrije po drugi svetovni vojni.

Vrste supelalijev
V vesoljski industriji se uporabljajo številne vrste supelalijev. Eden najpogosteje uporabljenih vrst so superloge, ki temeljijo na titanu. Čisti titan ima razmeroma nizko gostoto, visoko trdnost in visoko korozijsko odpornost. Poleg tega je Titanium edini element, ki gori z dušikom. Titan je tako močan kot jeklo, vendar tehta skoraj polovico toliko. Samo te lastnosti so idealen material za vesoljsko industrijo, kjer je razmerje med težo in močjo ključnega pomena. Titanium je pomešan z drugimi elementi v določenih razmerjih, da bi še izboljšali svoje že odlične lastnosti.

Ena najpogosteje uporabljenih zlitin, ki temeljijo na Titaniumu, je ti -6 al -4 v zlitina. Vsebuje aluminij in vanadij poleg titana in se uporablja predvsem v okvirjih v pilotski kabini, krilnih škatlah in pritrdilnih strukturah za komercialna letala. Ta zlitina ima dobro ravnovesje lastnosti, kot so trdnost, duktilnost, žilavost zloma, visoka temperaturna trdnost, lastnosti lezenja, varljivost, obdelovalnost in vroča obdelovalnost. Ti -6 al -2 sn -4 zr -2 mo zlitina je toplotno odporna zlitina, razvita v poznih šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Njegova temperatura toplotne odpornosti je približno 450 ° C. Ta zlitina se pogosto uporablja v kompresorskih diskih, njegova zgornja temperatura servisa pa je 500 ° C. Ti -5 al -2 sn -2 zr -4 cr -4 mo zlitina, ki jo včasih imenujemo "ti17" zlitina, zlitina z visoko močjo in odlično žilavostjo v Združenih državah. Njegova temperatura toplotne odpornosti je približno 350 ° C. V komercialnih letalskih motorjih sta ventilator in gred izdelana kot en kos, da se zmanjšajo težo motorja. Ti -10 v -2 fe -3 al zlitina ima odlično otrditev, visoko trdnost in visoko utrujenost in se uporablja predvsem v pristajalnem prestavi.

Poleg zlitin, ki temeljijo na titaniju, so zlitine na osnovi železa še en razred zlitin, ki se običajno uporabljajo v različnih panogah, kot so vesoljska in vojaška industrija. V bistvu so zlitine na osnovi železa, zlitine, ki so v glavnem sestavljene iz železa. Nekatere najpogosteje uporabljene zlitine na osnovi železa so nerjavno jeklo, litoželezno in visoko ogljično jeklo. Zlitine na osnovi železa na splošno kažejo dobro ravnovesje lastnosti, vključno s toplotno odpornostjo, korozijsko odpornostjo, trajnostjo, močjo in toplotno elastičnostjo. Čeprav ne kažejo izjemno visoke zmogljivosti, kot so visokotemperaturne zlitine na osnovi titana ali druge visokotemperaturne zlitine, zaradi njihove enostavnosti sinteze in stroškovne učinkovitosti naredita neprecenljive.

Druga pomembna kategorija zlitin v vesoljski in vojaški industriji so aluminijeve zlitine. Razmerje med težo in trdnostjo surovega aluminija je že samo po sebi impresivno. Dodajanje zlitinskih elementov baker, magnezij, mangan, silicij, kositer, nikelj in cink izboljšuje te lastnosti, zaradi česar so aluminijeve zlitine idealne za vojaške in vesoljske aplikacije. 7xxx serija aluminijevih zlitin je najpogosteje uporabljena kategorija v vesoljskih aplikacijah. Primarni legirni element v seriji 7xxx je cink, zaradi česar je ta kategorija najmočnejša aluminijasta zlitina. Moč donosa zlitin serije 7xxx presega 500 MPa. Najpogostejše zlitine 7xxx so al-Zn-Mg-cu in al-li-cu-mg.