1. Alloy Composition Design
Matrix styrkjandi þættir
Þættir eins ogkróm (Cr), mólýbden (Mo), wolfram (W), ogreníum (Re)leysast upp í nikkel (Ni) fylkið til að mynda staðgöngulausn á föstu formi. Þessi frumefni hafa stærri atómgeisla en Ni, sem veldur alvarlegri grindarröskun í fylkinu. Þessi röskun eykur viðnám gegn liðfærsluhreyfingu og atómdreifingu-tveir kjarnakerfi skriðaflögunar. Til dæmis geta Mo og W bætt verulega háan-hitastyrk fylkisins vegna hás bræðslumarks þeirra og sterkra fasta-lausnastyrkjandi áhrifa; Re getur dregið úr dreifingarhraða atóma í fylkinu og þar með seinkað skriðaflögunarferlinu.
Úrkomustyrkjandi þættir
Þættir eins ogál (Al)ogtítan (Ti)eru mikilvægustu úrkomustyrkjandi þættirnir í-nikkelblönduðum málmblöndur. Þeir hvarfast við Ni til að mynda samhangandi skipaðan millimálmfasa' (Ni₃(Al,Ti)), sem er aðal styrkingarfasinn fyrir skriðþol. Rúmmálshlutfall, stærð og stöðugleiki 'fasans ákvarða beint skriðvirkni málmblöndunnar:
Mikið rúmmálshlutfall (30%–70% í ofurblendi sem byggir á nikkel-) af 'fasa getur í raun hindrað hreyfingu á liðfæringum í fylkinu.
Fínar og jafndreifðar agnir hafa sterkari losunargetu en þær sem eru grófar eða ójafnt dreifðar.
' Fasinn með góðan háan-hitastöðugleika (td að bæta við tantal (Ta) og níóbíum (Nb) til að mynda Ni₃(Al,Ti,Ta,Nb)) er ekki viðkvæmt fyrir oföldrun eða upplausn við háan hita, sem tryggir langtíma skriðþol.
Sporóhreinindaeftirlit
Skaðleg óhreinindi eins ogbrennisteinn (S), fosfór (P), ogblý (Pb)getur aðskilið við kornamörk, dregið úr bindistyrk kornamarka og flýtt fyrir millikornabroti. Þess vegna er strangt eftirlit með innihaldi óhreininda (venjulega undir 0,01%) nauðsynlegt til að tryggja framúrskarandi skriðeiginleika.
2. Eiginleikar örbyggingar
Hagræðing kornmarka uppbyggingu
Aflögun skriðs við háan hita fylgir oft kornamörkum sem er ein helsta ástæða skriðbilunar. Hagræðing kornmarka uppbyggingu getur í raun hamlað þessa hegðun:
Styrking kornmarka: Bæta við snefilefnum eins ogbór (B)ogsirkon (Zr)getur aðskilið við kornamörk, hreinsað kornamörk og bætt styrkleika kornamarka og þannig dregið úr því að kornamörk renna.
Stöðug kornmörk karbíðúrkoma: Þættir eins ogkolefni (C)hvarfast við Cr, Mo og W til að myndaM₂₃C₆eðaMCkarbíð, sem falla út samfellt meðfram kornamörkum til að mynda „kornamarksbeinagrind“ og hindra hreyfingu kornmarka.
Einstakri-kristall eða stefnustýrð uppbygging: Fyrir-afkastamikil nikkel-ofurblöndur sem notaðar eru í túrbínublöð, einkristallar eða stefnustýrðir ferlar útrýma þverbundnum kornamörkum, forðast í grundvallaratriðum millikorna skriðbrot og bæta líftíma skriðsins verulega.
Styrking fasa formgerð og dreifingu
Formgerð og dreifing 'fasa skiptir sköpum fyrir skriðþol. Í vel-hönnuðum nikkel-málmblöndur er ' fasinn venjulegakúlulaga eða kúlulagaog jafnt dreift í fylkinu. Þessi formgerð getur hámarkað festingaráhrifin á liðskipti; ef ' fasinn verður nálar-líkur eða óreglulegur vegna óviðeigandi hitameðhöndlunar, mun styrkjandi áhrif hans minnka verulega. Auk þess er myndun a/ ' eutectic uppbyggingí sumum ofurblendi getur það aukið skriðþol enn frekar með því að hindra útbreiðslu útbreiðslu.
Matrix kornastærðarstýring
Áhrif fylkiskornastærðar á skriðeiginleika fylgjaHall-Petch sambanden er háð hitastigi og streitu:
Við lágt hitastig og mikið álag: Fín korn geta bætt skriðþol vegna þess að kornmörk hindra hreyfingar frá hreyfingu.
Við hátt hitastig og lágt álag: Gróf korn eru hagstæðari vegna þess að þau draga úr heildar kornmarkaflatarmáli og hamla kornamarkshrun, sem er ríkjandi skriðbúnaður við þetta ástand.
3. Vinnslutækni
Hitameðferðarferli
Sanngjarnt hitameðhöndlunarkerfi (lausnarmeðferð + öldrunarmeðferð) er lykillinn að því að fá ákjósanlegasta fasaformgerð og dreifingu:
Lausnarmeðferð: Að hita málmblönduna að hitastigi yfir 'fasaupplausnarhitastigi og halda því í ákveðinn tíma getur leyst upp grófa' fasann inn í fylkið, og þá getur hröð kæling fengið yfirmetta fasta lausn.
Öldrunarmeðferð: Að halda málmblöndunni við tiltekið hitastig (venjulega 700–1000 gráður) í ákveðinn tíma getur valdið fínum og einsleitum fasum, sem gegna lykilhlutverki í styrkingu. Fjöl-öldrunarmeðhöndlun getur hámarkað enn frekar stærðardreifingu ' fasans (td tvískiptur -stærðar ' agnir: grófar agnir standast skerðingu frá liðskiptingu, fínar agnir hindra hreyfingu frá liðfæringu).
Steypu- og smíðaferli
Smíðaferli: Heitt smíði getur brotið gróft sem-steypt korn, betrumbætt örbygginguna og útrýmt steypugöllum eins og gljúpu og aðskilnaði og þar með bætt einsleitni skriðeiginleika.
Nákvæmni steypa: Stefnustorknun og einkristalsteyputækni getur stjórnað vaxtarstefnu korna, útrýmt þverbundnum kornamörkum og er mikið notað við framleiðslu á háum-hitahlutum með miklar skriðþolskröfur.
Yfirborðsbreytingartækni
Yfirborðsmeðferðir eins ogaluminizingogkrómungetur myndað þétta oxíðfilmu á yfirborði málmblöndunnar, sem bætir ekki aðeins oxunarþol við háan-hita heldur kemur einnig í veg fyrir yfirborðsskemmdir af völdum ætandi miðla og viðheldur þannig óbeint skriðþol málmblöndunnar.
4. Umhverfisskilyrði þjónustu
Hitastig
Hitastig er mikilvægasti umhverfisþátturinn sem hefur áhrif á skrið. Með aukningu á hitastigi eykst atómdreifingarhraði í málmblöndunni veldisvísis, mótstöðu hreyfingar til að losa sig minnkar og líklegra er að kornmörkin fari að renna. Þegar hitastigið fer yfir 0,5 sinnum bræðslumark málmblöndunnar eykst aflögunarhraði skriðsins verulega og endingartími skriðsins styttist verulega.
Streitustig
Aflögunarhraði skriðs er jákvæð fylgni við beitt álag. Við miklar álagsaðstæður einkennist losunarhreyfingin í málmblöndunni af miði og skriðaflögunarhraði er hratt; við lágt streituskilyrði verða kornamörk renna og atómdreifing aðal skriðkerfin og aflögunarhraði er tiltölulega hægur en mun samt leiða til brota yfir langan tíma.
Ætandi andrúmsloft
Í þjónustuumhverfi sem inniheldur ætandi efni (td há-oxunarandrúmsloft, gas sem inniheldur brennisteins-, saltþoka) verður yfirborð málmblöndunnar tært, myndar holur eða ör-sprungur. Þessir gallar munu verða streituþéttingarpunktar, flýta fyrir upphaf og útbreiðslu skriðsprungna og draga úr líftíma skriðsins.
