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小型燃氣輪機用進步前輩鎳基低溫合金(二)

cm681 LC鎂合金

Cannon-Muskegon搶占了cm681 LC硬質和金算作高后能全體人員淬火泄壓閥車胎硬質和金。該硬質和金就是一種抗空氣氧化物的空氣氧化物鋁組合而成劑,配備較高的Ta,較低的Ti,3% Re和1.5%低頻(表5)。毫米681 LC是測評的的進步老員工內容對大型渦輪增壓策心思(AMSTE)團對NASA核工業房產手藝活名頭(AITP)理由確保鍛壓后能的低敏悲觀主義熱扯破/熱裂化和輪胎思想道德評[21]。

 

cm681 LC不銹鋼必然EO MAR M 247和EO CM 247 LC不銹鋼的臭街制冷拉伸形變機器見表6。cm681 LC和MAR M 247的斷開壽命對比如下圖所示8表達。

圖 8 – CM 681 LC/MAR M 247 類比 Larson-Miller 斷裂現象使用期

為cm681 LC合金開辟或假想的利用包含具備本錢效益的、高機能全體鍛造軸向渦輪輪轂,用于巡航導彈、無人機和APU渦輪策念頭,和用于散布式能源的微型渦輪機。徑向渦輪輪的利用也在成長中。

cm186 LC各種合金

cm186 LC是一種Re-bearing DS合金(表5),其力學機能靠近第一代(非Re-bearing) SX低溫合金。堅持了dscm247lc合金杰出的鑄態機能,cm186lc合金可在鑄態+雙時效前提下利用固溶熱處置引誘再結晶(RX)的制作本錢和避免缺點[22]

 

就像文中9表達,在982C 1800 F的金屬疲勞/應力應變裂開實驗性條件下,cm186lc碳素鋼的Larson-Miller斷生命相當于一號代Sx allovs CMSX-2/3。較環境溫度度下的承載力接近DS CM 247 LC和CMSX-2/3[22]左右。

圖 9 – DS CM 186 LC、DS CM 247 LC 和 SX CMSX-2/3 的 Larson-Miller 壓力斷開耐用度

最近幾年來,SX手藝的上風(因為優勝的委靡機能,進步了部件的壽命)。蠕變、氧化和涂層機能)偶然被鑄件龐雜性致使的低產量所對消。因為一切的晶界強化元素已被消弭,這里對鍛造很是的容忍度很是小,比方低角度和高角度邊境(LAB/HAB)。典范的SX鑄件在鑄件的較高應力地位將LAB缺點限定在6-8.5°。

 

   DS Re-bearing合金(如cm186 LC)偶然被用于代替第一代SX合金(如CMSX-2/3),因為較高的鍛造產量,本錢節儉[31]。但是,DS部件比SX葉片鑄件的上風更小,因為在非翼型地區的晶界,出格是多個翼型段的內、外葉冠。是以,sx鍛造cm186lc合金以出產具備更大晶粒規格的單晶鑄件的觀點被評估,旨在抓緊晶粒請求以取得更高的鍛造產量[23]。勞斯萊斯AE3007和AE1107C Liberty第二葉片已勝利完成了這一點,策念頭的利用經歷為3500萬小時/飛翔輪回,部件壽命凡是為20000小時/輪回(圖10)。

圖 10 – 用 SX CM 186 LC 錳鋼鍛打的 AE 3007 A1 第二種樹葉節段

CMSX-4耐熱合金

CMSX-4是第二代稀土鎳基Sx低溫合金,文獻對其停止了普遍的查詢拜訪和記實[4.5.22.24-251]。表5供給了標稱化學成份。自1991年以來,CMSX-4合金已勝利地利用于很多航空和產業燃氣輪機利用。這些利用,如高壓渦輪葉片和密封,在普遍的策念頭辦事中顯現了使人印象深入的低溫強度、杰出的相不變性和氧化、熱侵蝕和涂層機能的連系[26-28]。迄今為止,CMSX-4合金已制作了近1000萬磅(1200熱)。

 

CMSX-4 [La+Y]合金隨后被引入,以知足日趨增加的策念頭熱截面渦輪部件的設想請求。出格感樂趣的是改良裸合金氧化機能,以削減葉尖和外部氧化,并改良熱障涂層(TBC)的粘附性。反映性元素增加的評估標明,增加鑭(La)和釔(Y)能夠明顯改良CMSX-4裸合金(硫含量為s2 ppm)的氧化行動(圖11)[29]。這些活性元素連系硫和磷作為不變的硫化物/磷化物,對氧化鋁垢的粘附有有益的影響。

圖 11 – 增多和不增多滲透性種元素的 CMSX-4 裸合金鋼的 1093°C (2000°F) 靜止天道輪回防氧化成效

在1050C (1922F)下停止蠕變斷裂測試后察看到的明顯的外表微觀布局顯現了增加La + Y的益處(圖12)[301]。1389小時后,呈現了一層8微米厚的2層氧化膜,完整不伽馬素耗盡的證據。若是不La+Y的插手,在這個溫度下持久裸露將會致使明顯的Y '消耗。這類行動轉化為EB-PVD TBC壽命的本色性改良,如圖13[31]所示。

圖 12 – CMSX-4 [39 ppm La+Y] 在 105°0C/125 MPa 下停止蠕變斷裂測試后的外表微觀布局圖 12 – CMSX-4 [39 ppm La+Y] 在 105°0C/125 MPa 下關閉應力松弛斷裂現象公測后的表面微觀粒子布置圖

圖 13 – 反映元素對 EB-PVD TBC 壽命的影響 1093°C/10 小時熱裸露輪回圖 13 – 產生營養元素對 EB-PVD TBC 人類壽命的影響到 1093°C/10 個鐘頭熱爆露輪回轉世

CMSX-4(SLS) La+Y]合金是CMSX-4的改良版本,接納La和Y預合金化,硫含量一直堅持在1ppm。接納預合金CMSX-4(SLS)La+YI鑄錠停止的鍛造實驗標明,與傳統的鎳箔包裹在鑄爐爐料增量上附加包料比擬,La+Y含量的節制和保留取得了改良。增加包的有用性取決于融化和隨后的引誘攪拌之前的倒。預合金化的鋼錠供給了更大的分歧性的活性增加物在融化的合金中,并削減了在溫度堅持時候所需的殘剩硫,較大限制地削減了反映元素在重熔時代的喪失。另外,因為CMSX-4(SLS)ILa+YI的硫含量延續較低,是以須要更小的La+Y保留量來取得一樣優勝的裸氧化機能和涂層/TBC壽命[32]。

CMSX-4合金是抱負的小型固體非冷卻部件在導彈和小型渦輪策念頭的較熱利用。CMSX-4(SLS)ILa+Y]進步了裸合金和/或涂層的抗氧化性。

 

工作小結

 

鎳基煅造冷藏合金材料要具備發芽勢的基礎性器能,混用于大中型袖珍型泄壓閥、泄壓閥噴氣策妄念、泄壓閥增壓機和導彈系統策妄念組件。等軸的榜樣脾氣和靈活運用。會商了定向委培疑固和單晶體煅造的化學成分的材料。替伏的益處蘊含提冷藏度方可和經久性,和資金地制作方法以下策妄念西式的繁雜布置配備貨架。