Els grans èxits de la indústria aeroespacial són inseparables del desenvolupament i els avenços en la tecnologia de materials aeroespacials. L'alta altitud, l'alta velocitat i l'alta maniobrabilitat dels avions de combat requereixen que els materials estructurals de les aeronaus garanteixin una resistència i uns requisits de rigidesa suficients. Els materials del motor han de satisfer la demanda de resistència a altes temperatures, i els aliatges d'alta temperatura i els materials compostos a base de ceràmica són els materials principals.
L'acer convencional s'estova per sobre dels 300 ℃, cosa que el fa inadequat per a entorns d'alta temperatura. En la recerca d'una major eficiència de conversió d'energia, es requereixen temperatures de funcionament cada cop més altes en el camp de la potència dels motors tèrmics. S'han desenvolupat aliatges d'alta temperatura per a un funcionament estable a temperatures superiors als 600 ℃, i la tecnologia continua evolucionant.
Els aliatges d'alta temperatura són materials clau per als motors aeroespacials, que es divideixen en aliatges d'alta temperatura basats en ferro i aliatges de níquel pels elements principals de l'aliatge. Els aliatges d'alta temperatura s'han utilitzat en motors aeronàutics des dels seus inicis i són materials importants en la fabricació de motors aeroespacials. El nivell de rendiment del motor depèn en gran mesura del nivell de rendiment dels materials d'aliatge d'alta temperatura. En els motors aeronàutics moderns, la quantitat de materials d'aliatge d'alta temperatura representa entre el 40 i el 60 per cent del pes total del motor i s'utilitza principalment per als quatre components principals de l'extrem calent: cambres de combustió, guies, pales de turbina i discs de turbina, i a més, s'utilitza per a components com ara carregadors, anells, cambres de combustió de càrrega i broquets de cua.
(La part vermella del diagrama mostra els aliatges d'alta temperatura)
Aliatges d'alta temperatura basats en níquel generalment treballen a 600 ℃ per sobre de les condicions d'una certa tensió, no només tenen una bona resistència a l'oxidació i la corrosió a altes temperatures, sinó que també tenen una alta resistència a altes temperatures, resistència a la fluència i resistència a la resistència, així com una bona resistència a la fatiga. S'utilitza principalment en el camp de l'aeroespacial i l'aviació en condicions d'alta temperatura, components estructurals, com ara pales de motors d'avions, discs de turbines, cambres de combustió, etc. Els aliatges d'alta temperatura a base de níquel es poden dividir en aliatges d'alta temperatura deformats, aliatges d'alta temperatura fosos i nous aliatges d'alta temperatura segons el procés de fabricació.
A mesura que la temperatura de treball de l'aliatge resistent a la calor és cada cop més alta, els elements de reforç de l'aliatge són cada cop més complexos, cosa que fa que alguns aliatges només es puguin utilitzar en estat de fosa, no es puguin deformar en el processament en calent. A més, l'augment dels elements d'aliatge fa que els aliatges a base de níquel se solidifiquin amb una segregació important dels components, cosa que provoca una manca d'uniformitat en l'organització i les propietats.L'ús del procés de metal·lúrgia en pols per produir aliatges d'alta temperatura pot resoldre els problemes esmentats.A causa de les petites partícules de pols, la velocitat de refredament de la pols, l'eliminació de la segregació i la millora de la treballabilitat en calent, l'aliatge de fosa original es converteix en una deformació treballable en calent d'aliatges d'alta temperatura, la resistència al rendiment i les propietats de fatiga milloren, i l'aliatge en pols d'alta temperatura ha produït una nova manera de produir aliatges d'alta resistència.
Data de publicació: 19 de gener de 2024