abstract

ni-Base SuperAlloy Cast 재료는 고온 강도, 피로 저항, 산화성 및 코팅 성능의 탁월한 균형을 제공하며 축 방향과 같은 매우 복잡한 구성에서 매우 엄격한 공차에 생산 될 수 있습니다. 원심 분리 성형 캐스트 ​​터빈 휠. 그 결과, CAST Superalloys는 Aero 및 Industrial Gas Turbine 엔진의 가장 까다로운 어플리케이션에 사용됩니다. 이러한 재료의 사용은 이러한 고유 한 성질의 이러한 고유 한 조합으로 인해 더 작은 마이크로 캐빈, 터보 제트, 터보 차저 및 미사일 엔진 용도로 확장되고 있습니다. 이 논문은 투자 캐스트 Ni-base 초 초자리 로이 및 소형 터빈 및 미사일 엔진에 프로세스 능력의 적용에 대한 개요를 제시 할 것이다.

 

inintoduction

Nickelbase 초자라 로이 소재는 Aero 및 산업용 가스 터빈 엔진의 뜨거운 터빈 섹션에서 광범위한 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 전통적으로, 핫 섹션 가스 터빈 합금 개발은 기존의 합금, 예를 들어 더 높은 온도, 강도 또는 내구성 요구 사항에 의해 충족 될 수없는 엔진 요구 사항으로 시작됩니다. 캐스트 Ni-Base SuperAlloys는 소형 터빈 및 미사일 엔진에도 적용되는 이러한 요구 사항에 적합한 특성의 독특한 조합을 제공합니다. superalloys는 538 ° C (1000 ° F) 이상의 작동 온도에서 구조적으로 사용되는 니켈, 철 또는 코발트를 기반으로 한 합금 그룹을 포함합니다. SuperAlloys는 우수한 상승 된 온도 특성을 나타내며 가스 터빈, 가장 특히 터빈 블레이드 (또는 버킷), 베인 (또는 노즐), 일체형 휠, 디스크 및 연소 챔버 구성 요소에서 가장 뜨거운 온도 및 가장 높은 스트레스를 포함하는 애플리케이션에 사용됩니다. 융점의 85 %에 접근하는 작동 온도에서 높은 강도를 유지하는 것 외에도, 이들 물질은 가스 터빈 환경에서 요구되는 양호한 부식 및 산화성을 나타낸다. 또한 초합금은 통제 된 균일 한 미세 구조로 복잡한 모양과-OR 내부 구성의 구성 요소로 경제적으로 캐스팅 될 수 있습니다.

/SuPeralloys는 제 2 차 세계 대전 중 군용 가스 터빈 엔진에 처음 소개되었으며 기술이 고급 그 시간 이후 극적으로. 지속적인 증분 재료는 주조 공정 개발 및 최적화 된 합금 \"홉/SCOTCHING\"전반적인 재료 능력을 향상시켜 발전 시켰습니다. 이러한 발전은 종래의 캐스트, Equiax (EQ) 합금, 방향성 고형화 된 (DS) 및 단결정 (SX) 캐스트 구성 요소를 포함한다. 이 백서는 합금 및 특성의 예와 함께 각 주조 기술의 특성과 응용 프로그램을 논의합니다.

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주조 프로세스 개발

     

그림 1. 캐스팅 기술 진행

  

-캐스트 초자리 로이 터빈 블레이드와 베인의 초기 적용은 전통적인 캐스트였습니다 , equiax (eq) 합금. Equiax 주조는 정적 및 회전 부품, 일체형 휠 및 구조 구성 요소를 포함한 대부분의 응용 분야에서 사용됩니다. 부동산 요구 사항에는 고온 크리프 및 피로 강도, 제조 및 수리 모두에 대한 연성 및 용접성이 포함됩니다. 방향 응고의 도입 회전 부품의 높은 응력 로딩 방향에 평행 한 원주 립으로 주물을 생성합니다 (그림 1). [1]. 이 주물은 크리프&#

Technology에 고유 한 느린 움직이는 응고 전면에서 느린 움직이는 고형화 앞에서 생성되는 입자 경계의 제거로 인해 크리프 \\ 떨림 강도 및 LCF 생명을 실현했습니다. ...에 DS 합금은 일반적으로 두 번째 및 제 3 단계 터빈 블레이드와 같은 부품 응용 프로그램을 회전하기 위해 지정됩니다.

101; EQ 합금은 적절한 크리프 강도를 제공하지 않습니다.&/-DS 주조 기술의 추가 확장은 모든 곡물 경계를 제거한 Pratt

Whitney Aircraft [2]가 개척 한 단결정 공정의 도입이었습니다. 결과적으로, C, B, HF 및 Zr와 같은 입자 경계 강화 요소의 필요성. 이 요소들은 융점이 있기 때문에, SX 합금의 온도 능력이 현저하게 향상되었다. 단결정 합금은 1 단계 터빈 블레이드 및 베인 및 연소기 구성 요소와 같은 까다로운 높은 스트레스

고온 엔진 응용 프로그램에서 사용됩니다. SX 주물의 이점은 개선 된 기회, 피로, 산화 및 코팅 특성이 있으며 우수한 터빈 엔진 성능 및 내구성 [26]이 포함됩니다. 또한 단결정 합금은 벽 두께가 줄어들면 두꺼운 섹션 파열 수명이 더 높은 분수를 유지합니다 (그림 2)./

figure 2. 파열 수명 대 시험편 두께 DS

eq

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\\ N \\ NaDvanced 초자라 자 재료는 향상된 합금 특성에 대한 산업 요구에 대응하기 위해 도입되었습니다. Equiax 합금 CM 939 Weldable®, CM 247 LC® 및 CM 681 LC®, DS 합금 CM 247 LC 및 CM 186 LC® 및 SX 합금 CMSX \\ N4®은 이러한 개선 사항을 대표합니다. \\n \\n \\n \\n \\n \\ NCM 939 Weldable® Alloy \\ N \\ N \\ N \\ Nin 939 합금 (표 1 [8])은 국제 니켈 회사에서 1960 년대 후반에 개발되었습니다. 이 22 %의 크롬 (CR), 뜨거운 부식 방지 합금은 equasxed 베인, 세그먼트 및 버너 노즐을위한 산업용 가스 터빈 (IGT) 시장에서 넓은 응용을 보았습니다. 그러나 939 년 주조는 한계 연성 및 관련 합금 화학 설계로 인한 수리가 어렵습니다. \\n \\n \\n \\n \\n \\n 이러한 어려움의 결과, Cannon \\ Nmuskegon 939의 수정 된 버전을 개발했습니다. 합금 연성에 중점을 둔 수리 용접성 및 기계적 특성을 향상시킬 수있는 합금. 최적화 된 AIM 화학은 939 년, 최적화 된 B, ZR 및 C 함량의 표준과 비교하여 AL, TI, TA 및 CB (결과적으로, 결과적으로, 낮은 부피 분획 감마 프라임 상)로 고안되었으며, S, P, P의 합금 순도를 크게 향상시켰다.n, o 및 si. 이 독점적 인 조성물은 CM 939 용접 합금을 지정 하였다. \\n \\n \\n \\n \\n