Innen turbinmotorer er titanlegeringer mye brukt i forskjellige kritiske komponenter på grunn av deres unike ytelsesfordeler, oppfyller komplekse og krevende driftsforhold. Nedenfor er en detaljert introduksjon til anvendelse av titanlegeringer i turbin disker, turbinblader, guide skovler og forbrenningskamre, sammen med en diskusjon om utviklingstrendene og nye teknologier i legeringer med høy temperatur.
1,Høytemperatur titanlegeringer for turbin disker
Turbinskiver tåler ujevn termiske belastninger under drift, med felgområdet som opplever høyere temperaturer enn sentrum, noe som resulterer i betydelig termisk spenning. I tillegg bærer svalehale -tennene de høyeste sentrifugale kreftene, og utsetter dem for komplekse stressforhold. Derfor må turbin diskmaterialer oppfylle strenge krav: høy utbytte og krypstyrke, utmerket termisk og mekanisk utmattelsesmotstand, lav termisk ekspansjonskoeffisient, ingen hakkfølsomhet og overlegen utmattelsesytelse med lav syklus. Titanlegeringer med høy temperatur, med sine eksepsjonelle egenskaper, er et ideelt valg for turbinskivematerialer, noe som sikrer stabil og pålitelig drift under høye temperatur- og høyspenningsforhold.
2,Titanlegeringer med høy temperatur for turbinblader
Turbinblader er blant de mest kritiske komponentene i en turbinmotor. Selv om de opererer med litt lavere temperaturer enn veger, tåler de betydelige og komplekse krefter under ekstremt tøffe forhold. Dermed må turbinbladmaterialer ha: høy oksidasjon og korrosjonsbestandighet, utmerket kryp- og bruddstyrke, god mekanisk og termisk utmattelsesmotstand og balansert ytelse med høy og middels temperatur. Titanlegeringer med høy temperatur oppfyller disse strenge kravene, og sikrer pålitelig bladdrift under ekstreme forhold og forlenget levetiden.
3,Titanlegeringer med høy temperatur for guideveger
Første trinns guide-skovler er blant komponentene som er mest utsatt for termisk sjokk i turbinmotorer. Som stasjonære deler opplever de imidlertid relativt lave mekaniske belastninger. I praksis fører spørsmål som stressindusert forvrengning, termisk sprekker på grunn av raske temperatursvingninger og forbrenningsskader fra overoppheting ofte til feil. Basert på arbeidsforholdene deres, må veiledningsmaterialer utvise: tilstrekkelig utholdenhetsstyrke og termisk utmattelsesmotstand, høy oksidasjon og korrosjonsmotstand, og hvis støpelegeringer brukes, god støpbarhet. Høytemperatur titanlegeringer og relaterte støpingsteknologier oppfyller disse kravene, og forbedrer påliteligheten og levetiden til guide-skovler.
4,Høytemperaturlegeringer for forbrenningskamre
På grunn av den komplekse strukturen til gassturbiner, opplever forskjellige seksjoner varierende temperaturer og stressforhold. Forbrenningskamre tåler relativt lavt mekanisk stress, men betydelig termisk stress. Sentrale krav til forbrenningskammermaterialer inkluderer: oksidasjon av høy temperatur og korrosjonsmotstand med varm gass, tilstrekkelig kortsiktig og langvarig styrke, utmerket termisk utmattelsesmotstand, god brukbarhet (utholdenhet, bøyningsytelse) og sveisbarhet, sammen med langvarig mikrostrukturell stabilitet ved driftstemperaturer. Å velge passende legeringer med høy temperatur sikrer stabil forbrenningskammerytelse i miljøer med høy temperatur, og reduserer feil forårsaket av materielle problemer.
5,Utviklingstrender og nye teknologier i legeringer med høy temperatur
For å imøtekomme kravene fra neste generasjons gassturbiner for materialer med høy ytelse, fortsetter fremskritt i retning av retningsstoffstrømning og enkeltkrystallstøpingsteknologier. I tillegg har pulvermetallurgi høye temperatur-titanlegeringer og nye antioksidasjon\/varme-gasserosjonsbeskyttende belegg sett utbredt anvendelse.
6,Powder Metallurgy High-Temperature Alloy Technology
"FGH51" en pulvermetallurgi-legering av høy temperatur, er en -fase nedbør-styrket nikkelbasert legering fremstilt via pulvermetallurgi. Fase utgjør omtrent 5 volum%, med formende elementer som utgjør omtrent 50% i atomfraksjon. Produksjonsprosessen innebærer vakuuminduksjonsmelting for å produsere masterlegeringer, etterfulgt av forstøvning for å skape forhåndslegert pulver, som deretter blir behandlet til komponentemner. Sammenlignet med konvensjonelle støpte og smidde høye temperaturlegeringer, tilbyr FGH51 ensartet mikrostruktur, fine korn, høy avkastningsstyrke og overlegen utmattelsesmotstand, noe som gjør den til den høyeste styrke høye temperaturlegeringen for 650 graders applikasjoner. Det brukes først og fremst i roterende komponenter i motorer med høy ytelse, for eksempel turbin disker og bærende ringer, noe som forbedrer ytelsen og påliteligheten betydelig.
7,Avanserte beleggsteknologier
For å øke operasjonstemperaturene for turbinblad og forlenge levetiden, oppfyller beskyttende belegg-spesielt de som er motstandsdyktige mot varm korrosjonsmust, og oppfyller strenge krav. Tradisjonell diffusjonsaluminid og aluminosilicidbelegg kan ikke lenger tilfredsstille kravene til turbinblader med høyt trykk som er utsatt for oksidasjon og erosjon med høy hastighet, og begrenser bruken av bruken til lavttrykksturbinhåndvanden og stag.
