소형 가스 터빈 용 고급 니켈 기반 초합금 (3)

출시일:2021-10-14

CM 681 LC 합금 Cannon-muskegon 고성능 필수 캐스트 터빈 휠 합금으로 응용 프로그램에 대 한 CM 681 LC 합금을 개발했다. 이 합금은 상대적으로 높은 TA, 낮은 TI, 3 % RE 및 1.5 % HF를 갖는 산화 저항성 알루미나 전이다 (표 5). CM 681 LC는 소형 터빈 엔진 (AMSTE) 팀 NASA 항공 우주 산업 기술 프로그램 (AITP) 프로젝트의 일부로 평가되었으며, 핫 티닝/HOT 균열 및 일체형 휠 품질 평가의 낮은 감수성 측면에서 파운드리 성능을 확인했습니다 [21 ]. CM 681 LC 합금 대 EQ MAR M 247 및 EQ CM 247 LC 합금의

Typical 실온 인장 특성은 표 6에서 양호한 연성으로 향상된 강도를 보여주는 표 6에 제공됩니다. CM 681 LC 및 MAR M 247 파열 수명의 비교는 그림 8에 나와 있습니다.

图片10.png图片11.pngfigure 8 - cm 681 LCMAR M 247 비교 Larson/miller 파열 Life-\\ CM 681 LC 합금으로 개발되거나 개발되거나 상상 된 N


APPLICATION은 크루즈 미사일, UAV 및 APU 터빈 엔진을위한 비용 효과적이고 고성능의 일체형 캐스트 ​​축 터빈 휠을 포함하고 분산 된 전력을위한 마이크로 터빈을 포함합니다. 방사형 터빈 휠 응용 프로그램은 또한 개발 중입니다.

cm 186 lcâ lc는 첫 번째 세대의 그것들과 가까운 기계적 성지를 가진 다시-bearing DS 합금 (표 5)입니다. (비-bearing) SX superalloys. DS CM 247 LC 합금 용으로 개발 된 우수한 캐스터 빌리티를 보존하고 CM 186 LC 합금을 CAST+DOUBLE 세 조건으로 사용하여 제조 비용을 줄이고 용액 열처리 유도 재결정 (RX) 결함의 형성을 방지합니다 [22] . 그림 9, CM 186 LC 합금의 Larson miller 파열 수명은 1 세대 SX 합금 CMSX 23에서 크리프

스트레스

STRESSSTRESS-STRESS에 해당하는 것과 같습니다. 982 ° C (1800 ° F)에 해당합니다. 고온에서의 강도는 DS CM 247 LC와 CMSX-2/3 [22]./--/Figure 9 - Larson

miller 스트레스 파열 수명 DS CM 186 LC, DS CM 247 LC의 DS CM 247 LC 및 SX CMSX

2图片12.png3--/

in 최근, SX 기술의 이점 (우수한 피로, 크리프, 산화 및 코팅 성능으로 인한 구성 요소 수명이 향상됨) 때로는 낮은 상쇄되었습니다. 주조 기능의 복잡성으로 인해 주조 수율. 모든 입자 경계 강화 요소가 제거되었으므로 낮은 및 높은 각도 경계 (Lab
HAB)와 같은 예외를 주조하기위한 허용이 거의 없습니다. 전형적인 SX 주물은 주물의 가장 높은 스트레스 위치에서 실험실 결함을 6

8.5 °로 제한합니다.

/-DS Rebearing 합금 (CM 186 LC 등)은

을 대체하기 위해 사용되었습니다.

101; CMSX2-3과 같은 1 세대 SX 합금 (CMSX&2#3)은 더 높은 주조 수율로 인한 비용 절감 효과 [3]. 그러나, DS 구성 요소는 비-airfoil 영역, 특히 다중 에어 포일 세그먼트의 내부 및 외부 슈라우드의 입체 경계로 인한 SX 베인 주물보다 덜 유리하다. 결과적으로,보다 관대 한 곡물 사양을 갖는 단결정 캐스팅을 생성하기 위해 SX/CAST CM 186 LC 합금을 더 높은 주조 수율에 대한 곡물 요건을 이완시키는 의도로 평가되었다 [23]. 이것은 롤스-royce AE3007 및 AE1107C 리버티 2 차 베인 세그먼트에서 성공적으로 성공적으로 구현되었으며, 일반적으로 20,000 시간-cycls (그림 10)-cynclcy (그림 10).//

figure 10 - AE 3007 A1 2 차 베인 세그먼트 캐스트 SX CM 186 LC 합금

图片13.png
CMSX

4 합금

-CMSX

4 2 세대, 다시

bearing 니켈Base SX Superalloy는 문헌 [4,5,22,24-25] [4,5,22,24-25]. 공칭 화학은 표 5에 제공됩니다. CMSX-4 합금은 1991 년부터 수많은 Aero 및 산업용 가스 터빈 어플리케이션에서 성공적으로 사용되었습니다. 고압 터빈 블레이드 및 씰과 같은 이러한 응용 프로그램은 고온 강도의 인상적인 조합을 보여주었습니다. 좋은 위상 안정성 및 산화, 광범위한 엔진 서비스에서의 뜨거운 부식 및 코팅 성능 [26-28]. CMSX-4 합금의 1 천만 파운드 (1200 열)가 현재로 제조되었습니다.--

cmsx

4 [lay] 합금은 핫 섹션 터빈 구성 요소에 대한-increasing 엔진 설계 요구 사항을 충족시키기 위해 나중에 도입되었습니다. 칼날 팁과 내부 산화를 최소화하고 열 배리어 코팅 (TBC) 준수를 최소화하기 위해 베어 합금 산화 성능의 개선이있었습니다. 반응 원소 추가의 평가는 란탄 (LA) 및 이트륨 (Y) (그림 11)의 첨가에 의해 베어 CMSX+4 합금 (황 함량 £ 2 ppm)의 산화 거동을 나타낼 수있다. 이러한 반응성 요소는 알루미나 스케일의 부착에 유익한 효과를 갖는 안정한 황화물-Phosphide로서 황 및 인을 묶습니다.-/

图片14.png

figure 11 - 1093 ° C (2000 ° F) Bare CMSX

4 Alloywith 및 반응성 요소가없는 동적 순환 산화 결과-


+AN 첨가물의 이점은 주목할만한 표면에 표시됩니다 미세 구조는 1050 ° C (1922 ° F)에서 크리프 \\ 떨림 테스트를 관찰했습니다 (그림 12) [30]. 1389 시간 후에 8 미크론 두께, 2-layer 산화 필름이 있었고 감마 프라임 고갈의 증거는 전혀 없습니다. LA-Y 첨가가 없으면 중요한 G '고갈 이이 온도에서 확장 된 노출에서 예상됩니다. 이 동작은 그림 13 [31]에서 설명한 것처럼 EB+PVD TBC 수명을 eb-PVD TBC 수명으로 번역합니다.

图片15.png-4 [39 PPM La+Y]에 대한 표면 미세 구조 다음에 다음을 다음과 같이-PM 105 ° 0C/125 MPA (예 : 롤스-royce PLC)

图片16.pngFigure 13 - EB-PVD TBC Life1093 ° C/10 HR 열 노출 사이클 (예 : Solar® 터빈)에 반응 요소 효과



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