Sekiranya anda bekerja dengan suhu tinggi yang melampau seperti enjin jet atau turbin gas -anda memerlukan bahan yang tetap kuat, menentang kakisan, Dan tidak akan ubah bentuk.US N07001 Waspaloy adalah superalloy berasaskan nikel yang dibina untuk ini. Ia cemerlang pada suhu sehingga 870 ° C (1600° f), menjadikannya pilihan utama untuk industri aeroangkasa dan tenaga. Panduan ini memecah sifat utamanya, Penggunaan dunia nyata, Kaedah pembuatan, Dan bagaimana ia dibandingkan dengan bahan lain-jadi anda boleh membuat pilihan yang tepat untuk projek panas anda.
1. Ciri -ciri Bahan UNS N07001 Waspaloy
Prestasi Waspaloy berasal dari komposisi seimbang dan ciri-ciri suhu tinggi yang luar biasa. Mari kita pecahkan mereka dengan jelas.
1.1 Komposisi kimia
Setiap elemen berfungsi bersama untuk meningkatkan kekuatan, rintangan haba, dan perlindungan kakisan. Berikut adalah komposisi biasa (mengikut berat badan):
| Elemen | Julat Kandungan (%) | Peranan utama |
|---|---|---|
| Nikel (Dalam) | 57-59 | Asas logam-menyediakan kestabilan suhu tinggi dan kemuluran |
| Chromium (Cr) | 18-20 | Meningkatkan rintangan pengoksidaan (Kritikal untuk bahagian turbin dan enjin) |
| Cobalt (Co) | 12-14 | Meningkatkan rintangan rayapan (menghentikan ubah bentuk di bawah panas jangka panjang) |
| Molybdenum (Mo) | 3.0-3.5 | Meningkatkan kekuatan dan ketahanan kakisan dalam persekitaran panas |
| Aluminium (Al) | 1.2-1.6 | Membolehkan pengerasan umur (rawatan haba untuk meningkatkan kekuatan) |
| Titanium (Dari) | 2.7-3.2 | Berfungsi dengan aluminium untuk meningkatkan kekuatan suhu tinggi dan rintangan rayap |
| Besi (Fe) | Maks 2.0 | Menambah kekuatan struktur tanpa mengurangkan rintangan haba |
| Karbon (C) | 0.04-0.08 | Menguatkan sempadan bijian (menghalang retak pada suhu tinggi) |
| Mangan (Mn) | Maks 0.1 | AIDS dalam pembuatan (Mis., kimpalan) tanpa menjejaskan prestasi |
| Silikon (Dan) | Maks 0.1 | Mengurangkan pengoksidaan pada suhu yang melampau |
| Sulfur (S) | Maks 0.008 | Terus sangat rendah untuk mengelakkan kelembutan dalam keadaan panas |
1.2 Sifat fizikal
Ciri-ciri ini menjadikan Waspaloy sesuai untuk reka bentuk suhu tinggi:
- Ketumpatan: 8.2 g/cm³ (lebih berat daripada aluminium, lebih ringan daripada beberapa superalloy lain seperti Hastelloy x)
- Titik lebur: 1320-1360 ° C. (2400-2480 ° F.) - Mengendalikan haba yang melampau dalam enjin jet dan turbin
- Kekonduksian terma: 11.8 W/(m · k) pada 20 ° C. (68° f); 21.0 W/(m · k) Pada 800 ° C - pemindahan haba yang cekap
- Pekali pengembangan haba: 12.6 μm/(m · k) (20-100 ° C.); 16.8 μm/(m · k) (20-800 ° C.) - Warping minimum dalam kitaran haba
- Resistiviti elektrik: 135 Ω · mm²/m pada 20 ° C-sesuai untuk komponen elektrik di kawasan panas
- Sifat magnet: Bukan magnetik-hebat untuk peralatan aeroangkasa dan elektronik di mana magnet adalah masalah
1.3 Sifat mekanikal
Kekuatan Waspaloy bersinar pada suhu tinggi, terima kasih kepada pengerasan usia. Semua nilai di bawah adalah untukusia keras (dirawat haba) versi:
| Harta | Nilai (Suhu bilik) | Nilai pada 800 ° C. |
|---|---|---|
| Kekuatan tegangan | Min 1240 MPA (180 ksi) | 650 MPA (94 ksi) |
| Kekuatan hasil | Min 895 MPA (130 ksi) | 550 MPA (80 ksi) |
| Pemanjangan | Min 15% (dalam 50 mm) | 20% (dalam 50 mm) |
| Kekerasan | Min 350 Hb (Brinell) | N/a |
| Rintangan Keletihan | 550 MPA (10⁷ kitaran) | 280 MPA (10⁷ kitaran) |
| Rintangan Creep | Mengekalkan kekuatan sehingga 870 ° C (1600° f) -Tiada ubah bentuk di bawah panas jangka panjang | – |
1.4 Sifat lain
- Rintangan kakisan: Sangat baik dalam persekitaran pengoksidaan (Mis., udara, wap) dan asid ringan - mengatasi keluli tahan karat pada suhu tinggi.
- Rintangan pengoksidaan: Menahan skala udara sehingga 870 ° C (1600° f) untuk jangka masa yang panjang - sesuai untuk bilah turbin.
- Tekanan kakisan (SCC) Rintangan: Menentang SCC dalam penyelesaian kaya klorida (isu biasa untuk 316 Keluli tahan karat).
- Pitting Rintangan: Rintangan yang baik untuk menembusi garam masin atau berasid (Sesuai untuk turbin gas laut).
- Sifat kerja panas/sejuk: Mudah untuk Panas Panas (pada 1150-1200 ° C.) - Kerja sejuk adalah terhad dan memerlukan penyepuhlindapan untuk memulihkan kemuluran.
2. Permohonan UNS N07001 Waspaloy
Kekuatan suhu tinggi Waspaloy dan rintangan kakisan menjadikannya sempurna untuk menuntut industri. Berikut adalah kegunaannya yang paling biasa, dengan contoh dunia nyata:
2.1 Komponen Aeroangkasa & Bahagian enjin jet
- Gunakan kes: A U.S.. Pengilang Aeroangkasa menggunakan Waspaloy untuk bilah turbin jet enjin. Bilah mengendalikan suhu 850 ° C dan tekanan putaran yang tinggi -mereka berlangsung 8000 jam penerbangan, berbanding dengan 5000 jam untuk Inconel 718 bilah.
- Kegunaan lain: Ruang pembakaran, Bahagian Afterburner, dan aci enjin.
2.2 Komponen Turbin Gas
- Gunakan kes: Sebuah loji kuasa di Arab Saudi menggunakan Waspaloy untuk baldi turbin gas perindustrian. Baldi beroperasi pada 820 ° C -mereka telah berlari untuk 5 tahun tanpa haus, vs. 3 tahun untuk baldi keluli tahan karat.
2.3 Komponen peluru berpandu
- Gunakan kes: Kontraktor pertahanan menggunakan Waspaloy untuk muncung enjin peluru berpandu. Aloi menentang pembakaran bahan api roket yang melampau (Sehingga 1300 ° C untuk pecah pendek), memastikan prestasi yang boleh dipercayai.
2.4 Turbocharger automotif
- Gunakan kes: Jenama kereta mewah menggunakan Waspaloy untuk rotor turbocharger berprestasi tinggi. Rotor mengendalikan haba ekzos 750 ° C -mereka yang terakhir 3x lebih lama daripada rotor aluminium dan meningkatkan kecekapan bahan api oleh 10%.
3. Teknik Pembuatan untuk UNS N07001 Waspaloy
Untuk memaksimumkan prestasi Waspaloy, Pengilang menggunakan kaedah khusus yang disesuaikan dengan ciri-ciri suhu tinggi:
- Casting: Pelaburan Pelaburan (Menggunakan acuan lilin) sesuai untuk bentuk kompleks seperti bilah turbin. Kandungan sulfur yang rendah menghalang kecacatan semasa pemutus.
- Menunaikan: Memalsukan panas (pada 1150-1200 ° C.) membentuk aloi menjadi bahagian yang kuat seperti baldi turbin. Menambah meningkatkan struktur bijirin, Meningkatkan rintangan rayapan.
- Kimpalan: Kimpalan arka tungsten gas (GTAW) disyorkan. Gunakan logam pengisi yang sepadan (Mis., Ernicrcomo-1) untuk mengekalkan kekuatan dan ketahanan kakisan. Pra-kimpalan (pada 1065 ° C.) mengurangkan risiko retak.
- Pemesinan: Gunakan alat karbida dengan tepi tajam. Tambah penyejuk (Mis., Minyak mineral) Untuk mengelakkan terlalu panas-kerja keras kerja dengan cepat, Begitu kelajuan pemotongan perlahan diperlukan.
- Rawatan haba (Kritikal untuk kekuatan):
- Penyelesaian Penyepuh: Haba hingga 1065 ° C., sejuk dengan cepat (udara atau air) - melembutkan aloi untuk membentuk.
- Pengerasan umur: Panaskan hingga 760 ° C untuk 4 jam, Kemudian 650 ° C untuk 16 jam (penuaan berganda) - meningkatkan kekuatan dan rintangan rayuan.
- Rawatan permukaan: Menembak peening (letupan dengan bola logam kecil) Meningkatkan rintangan keletihan. Passivation (menggunakan asid nitrik) Meningkatkan rintangan pitting -tiada lukisan diperlukan.
4. Kajian kes: Waspaloy dalam bilah turbin enjin jet
Syarikat aeroangkasa perlu menaik taraf bilah turbin untuk enjin jet komersial. Bilah lama (diperbuat daripada Inconel 718) gagal selepas 5000 Waktu penerbangan akibat ubah bentuk rayapan pada suhu 800 ° C.
Mereka beralih ke bilah Waspaloy. Inilah hasilnya:
- Jangka hayat: Bilah telah berlangsung 8000 Waktu penerbangan tanpa rayap atau retak.
- Penjimatan kos: Kos penggantian dijatuhkan oleh 40% (Kurangnya bilah kerap berubah).
- Prestasi: Kekuatan yang lebih tinggi bilah membolehkan enjin berjalan pada 50 ° C lebih panas, Meningkatkan tujahan oleh 8% dan kecekapan bahan api oleh 5%.
Kes ini membuktikan mengapa Waspaloy adalah pilihan utama untuk tekanan tinggi, Bahagian aeroangkasa suhu tinggi.
5. Perbandingan dengan bahan lain
Bagaimana UNS N07001 Waspaloy timbul terhadap bahan suhu tinggi yang lain? Jadual di bawah membandingkan sifat utama:
| Bahan | Tempatan Perkhidmatan Max (° C.) | Kekuatan tegangan (MPA, Rt) | Rintangan Creep (800° C.) | Kos (Relatif) |
|---|---|---|---|---|
| Waspaloy | 870 | 1240 | Cemerlang | Sangat tinggi |
| Keluli tahan karat 316 | 870 | 515 | Miskin | Rendah |
| Titanium aloi Ti-6al-4v | 400 | 860 | Adil | Tinggi |
| Inconel 718 | 650 | 1310 | Sangat bagus | Tinggi |
| Hastelloy x | 1090 | 700 | Baik | Tinggi |
| Monel 400 | 480 | 550 | Miskin | Medium |
| Keluli karbon | 425 | 400 | Sangat miskin | Sangat rendah |
Takeaways utama:
- Waspaloy mengatasi Inconel 718 dan Hastelloy x dalam rintangan rayap pada 800 ° C-kritikal untuk bahagian turbin jangka hayat.
- Ia lebih mahal daripada Inconel 718 tetapi menawarkan kestabilan suhu tinggi yang lebih baik (Hingga 870 ° C vs. 650° C.).
- Keluli tahan karat dan titanium tidak dapat menandingi kekuatan Waspaloy atau rintangan haba untuk aplikasi yang melampau.
Perspektif Teknologi Yigu
Di Yigu Technology, Kami mengesyorkan UNS N07001 Waspaloy untuk pelanggan di Aeroangkasa, tenaga, dan pertahanan. Rintangan merayap yang luar biasa dan kekuatan suhu tinggi menjadikannya pilihan yang boleh dipercayai untuk enjin jet dan turbin gas. Pasukan kami menyediakan penempaan tersuai, pemesinan, dan rawatan haba untuk komponen Waspaloy, memastikan mereka memenuhi standard industri yang ketat. Untuk projek yang memerlukan ketahanan jangka panjang dalam keadaan panas yang melampau, Waspaloy adalah pelaburan yang dibayar dalam penyelenggaraan yang dikurangkan dan prestasi yang lebih baik.
Soalan Lazim
1. Bolehkah UNS N07001 Waspaloy Mengendalikan Suhu melebihi 870 ° C?
Ia boleh mengendalikan pecahan pendek suhu yang lebih tinggi (sehingga 1000 ° C.) tetapi direka untuk kegunaan jangka panjang pada 870 ° C. Di luar itu, ubah bentuk rayap mungkin berlaku - untuk suhu melebihi 900 ° C, Hastelloy X adalah pilihan yang lebih baik.
2. Adakah Waspaloy sesuai untuk turbin gas laut?
Ya! BagusPitting Rintangan Dan perlindungan kakisan di udara asin menjadikannya sesuai untuk turbin gas laut -keluli tahan karat dan bahkan beberapa aloi inconel di persekitaran pantai.
3. Apakah jangka hayat biasa bahagian Waspaloy dalam enjin jet?
Dalam bilah turbin enjin jet atau ruang pembakaran, Bahagian Waspaloy terakhir 8000-10,000 jam penerbangan -20-40% lebih lama daripada Inconel 718 bahagian. Penyelenggaraan yang betul (seperti pemeriksaan biasa) dapat memanjangkan jangka hayat ini lebih jauh lagi.
