Karazana metaly mahatohitra hafanana ampiasaina amin'ny motera fiaramanidina
Miasa amin'ny tontolo iainana tena henjana ny motera jet. Mety hihoatra ny 1.000°C ny mari-pana entona mivoaka ao amin'ny fizarana turbine, raha toa kosa ka tsy maintsy mijanona ho matanjaka ireo singa ao anatin'ny enta-mavesatra mihodina avo lenta, tsindry avo lenta, ary ny fiharan'ny oksidasiona sy ny harafesina avy amin'ny entona mafana. Noho izany, ny fisafidianana metaly ho an'ny motera jet dia tsy hoe "tsy miempo" fotsiny, fa koa ny fitazonana ny tanjaka mekanika amin'ny mari-pana avo lenta, ny fanoherana ny fivezivezena, ny havizanana ara-thermal, ary ny fahasimban'ny ety ambonin'ny tany. Ity lahatsoratra ity dia miresaka momba ny karazana metaly mahatohitra hafanana izay matetika ampiasaina amin'ny motera jet sy ny antony ara-teknika ao ambadiky ny fisafidianana azy ireo.
1. Firaka mahery vaika mifototra amin'ny nikela
Ny superalloys vita amin'ny nikela no "kintana" amin'ny faritra mafana amin'ny motera jet, indrindra fa ny lelan'ny turbine, ny vanes, ary ny kapila sasany. Ireo alloys ireo dia natao hijanona ho matanjaka amin'ny mari-pana avo izay manakaiky ny fetran'ny metaly ara-drafitra.
Nahoana no tsara kokoa ny nikela? Manana rafitra kristaly marin-toerana ny nikela amin'ny mari-pana avo ary azo afangaro amin'ny singa hafa mba hampitomboana ny tanjaka. Ny fanamafisana voalohany dia matetika avy amin'ny precipitates gamma-prime (γ'), izay matetika mifototra amin'ny Ni₃(Al,Ti), izay manohitra ny fihetsehana dislocation, ka mitazona ny fitaovana ho matanjaka amin'ny mari-pana avo.
Ohatra amin'ny firaka sy ny fampiasana azy:
– Inconel 718: Ampiasaina betsaka amin'ny singa ao ambadiky ny compressor, casings, ary ny ampahany sasany amin'ny turbine noho ny tanjany avo sy ny fahamoran'ny fanamboarana azy, na dia ambany kokoa noho ny an'ny superalloys turbine maoderina aza ny fetran'ny mari-pana miasa.
– Rene, CMSX, ary firaka kristaly tokana: Ho an'ny lelan'ny turbine voalohany, matetika no nampiasaina ny firaka super vita amin'ny alàlan'ny fanamafisana tari-dalana na teknolojia kristaly tokana. Ny rafitra kristaly tokana dia mampihena ny sisin'ny voa, ka mampitombo be ny fanoherana ny creep sy ny harerahana mafana.
tafahoatra:
- Matanjaka amin'ny mari-pana avo
- Mahatohitra ny harerahana miendrika sy ny havizanana ara-thermal
- Azo ampiarahina amin'ny coating mahatohitra oksidasiona
Kekurangan:
- Lafo sy sarotra karakaraina
- Hakitroky avo (mavesatra kokoa)
- Mitaky teknika fanariana henjana sy fanaraha-maso ny kalitao
2. Superfibre miorina amin'ny kobalta
Ampiasaina amin'ny tontolo mafana ihany koa ny superalloys miorina amin'ny kobalta, na dia voafetra kokoa aza ny fampiasana azy ireo amin'ny ankapobeny noho ny nikela. Ny firaka kobalta dia mazàna manana fanoherana tsara amin'ny hafanana sy ny harafesina, ka mahatonga azy ireo ho mety amin'ny singa sasany toy ny sosona fandoroana, ny vane mpitari-dalana amin'ny nozzle, na ireo singa iharan'ny fifandonana sy oksidasiona mahery vaika.
Toetra mampiavaka azy:
- Mahatohitra ny oksidasiona sy ny harafesina amin'ny hafanana
- Miorina amin'ny mari-pana avo lenta amin'ny fepetra sasany
- Fanoherana tsara kokoa ny fikikisana amin'ny fampiharana sasany
Fanamarihana manan-danja: Maro amin'ireo endrika motera jet maoderina no miantehitra amin'ny nikela superalloys mba hahazoana mari-pana ambony indrindra, raha ny kobalta kosa dia ampiasaina rehefa zava-dehibe kokoa ny toetran'ny ety ambonin'ny tany, ny fanoherana ny harafesina, na ny fepetra takiana manokana hafa.
3. Firaka titane (firaka titane)
Malaza amin'ny tahan'ny tanjaka sy lanja tsara dia tsara ny titane. Amin'ny motera jet, ny titane dia ampiasaina betsaka amin'ny faritra izay miaina mari-pana ambany noho ny an'ny turbine, toy ny mpankafy, ny compresseur dingana voalohany ka hatramin'ny antonony, ary ny rafitra fanohanana.
Fetra amin'ny mari-pana: Amin'ny ankapobeny, ny firaka titane dia miasa tsara hatramin'ny 300–600°C eo ho eo (miankina amin'ny karazana firaka sy ny fepetra), ka tsy ampiasaina amin'ny ilany mafana indrindra amin'ny turbine izy ireo. Na izany aza, satria miaina mari-pana ambony ihany koa ny compressor, dia mbola mitana anjara toerana lehibe amin'ny fampihenana ny lanjan'ny motera amin'ny ankapobeny ny titane.
Ohatra: Ny Ti-6Al-4V dia iray amin'ireo firaka titane malaza indrindra amin'ny indostrian'ny fiaramanidina, indrindra ho an'ny singa sy rafitra compressor izay mitaky fahamaivanana nefa koa tanjaka.
tafahoatra:
- Maivana, matanjaka ary mahatohitra harafesina
- Mampihena ny lanja mihodina ka mitombo ny fahombiazana
Kekurangan:
- Tsy mety amin'ny faritra mafana indrindra amin'ny turbine
– Mety hiharan'ny oksidasiona/fiharatsiana ny toetrany raha mihoatra ny fetran'ny mari-pana araka ny famolavolana azy.
4. Vy tsy mahatanty hafanana sy vy tsy misy harafesina (Vy tsy mahatanty hafanana sy vy tsy misy harafesina)
Ampiasaina amin'ny kojakoja motera fiaramanidina izay mitaky fanoherana ny oksidasiona sy tanjaka antonony amin'ny mari-pana antonony ny vy tsy misy harafesina sy ny vy firaka mahatohitra hafanana, ary koa ara-toekarena kokoa noho ny superfiraka.
Application ankapobeny:
– Fonosana, fantsona, fatorana ary singa mpanohana sasany
– Ambany kokoa ny mari-pana ao amin'ny fizarana fivoahan-tsetroka na ny rafitra ivelany raha oharina amin'ny turbine fototra.
tafahoatra:
- Mora kokoa ary mora kokoa ny fikirakirana azy
– Tsara ny fanoherana ny harafesina (miankina amin'ny karazany)
Kekurangan:
– Ny tanjaka amin'ny mari-pana avo sy ny fanoherana ny fikikisana dia amin'ny ankapobeny ambany noho ny superfibre.
- Tsy mety amin'ny singa turbine amin'ny dingana voalohany
5. Firaka vita amin'ny nikela-vy sy firaka manokana (ohatra Incoloy)
Ankoatra ny firaka nikela madio, dia misy ihany koa ny firaka vy-nikela ampiasaina mba hahazoana fifandanjana eo amin'ny fanoherana ny hafanana, ny tanjaka, ny fanoherana ny harafesina ary ny fahaiza-manao fanamboarana. Ny firaka toa ny Incoloy dia matetika ampiasaina amin'ny singa izay mitaky fanoherana ny oksidasiona/harafesina mafana saingy tsy tratran'ny mari-pana tafahoatra.
Ny anjara asany amin'ny motera jet:
– Ireo singa manodidina ny efitra fandoroana na ireo fantsona entona mafana sasany
– Ireo singa izay mitaky fahamarinan-toerana amin'ny refy sy fanoherana ny oksidasiona
6. Tantalum, molybdenum, ary tungstène (Meta tsy mety levona)
Ireo metaly tsy mety levona toy ny tungstène (W), molybdène (Mo), ary tantalum (Ta) dia manana teboka fandrendrehana avo dia avo. Amin'ny teoria, tena manintona amin'ny tontolo mafana izy ireo. Na izany aza, amin'ny motera jet azo ampiharina, ny fampiasana azy ireo dia voafetra noho ny fetrany maromaro: hakitroky avo (indrindra ho an'ny tungstène), fahasarotana amin'ny fanamboarana, ary mora oksidana amin'ny mari-pana avo tsy misy fiarovana manokana.
Fampiasana voafetra:
– Indraindray ho singa mpanao firaka ao anaty firaka mahery vaika mba hampitomboana ny tanjaky ny hafanana avo.
– Fampiharana manokana amin'ny singa sasany, fikarohana momba ny akora, na faritra izay mitaky fanoherana ny mari-pana tafahoatra ao anaty tontolo voafehy.
Raha lazaina amin'ny teny hafa, ireo metaly tsy mety levona dia matetika "misy" tsy amin'ny maha-akora fototra amin'ny singa lehibe azy, fa amin'ny maha-singa fanamafisana ao amin'ny firaka maoderina.
7. Fandrakofana sakana mafana (TBC) sy rafitra
Na dia tsy "metaly fototra" aza, dia tsy ho feno ny resaka momba ny metaly mahatohitra hafanana ao amin'ny motera jet raha tsy resahina fa ny singa mafana indrindra dia saika miankina amin'ny coatings foana. Maro amin'ireo lelan'ny turbine no vita amin'ny nikela superalloys amin'ny fampiasana:
– Fonosana mifamatotra (ohatra MCrAlY, izay M = Ni/Co) ho an'ny fanoherana ny oksidasiona
– Seramika TBC (ohatra: zirconia/YSZ voaaro amin'ny yttria) mba hampidina ny mari-pana amin'ny metaly fototra
Ny fitambaran'ny superalloys, ny fampangatsiahana anatiny, ary ny coatings dia ahafahana miasa amin'ny mari-pana entona ambony lavitra noho izay azon'ny metaly zakaina irery. Tetikady fototra hanatsarana ny fahombiazan'ny motera jet maoderina izany.
8. Fepetra takiana amin'ny fisafidianana metaly mahatohitra hafanana ho an'ny motera jet
Amin'ny famolavolana motera jet, ny "fanoherana hafanana" dia midika hoe mahafeno fepetra maromaro indray mandeha:
1. Tanjaky ny hafanana avo: Tsy mihena be ny tanjany rehefa mafana.
2. Fanoherana ny fihovitrovitra: Mahazaka fiovàna maharitra rehefa iharan'ny enta-mavesatra maharitra amin'ny mari-pana avo.
3. Fanoherana ny oksidasiona sy ny harafesina mafana: Tsy mora simban'ny entona mafana.
4. Fanoherana ny havizanana ara-hafanana: Mahazaka tsingerina miverimberina amin'ny hafanana sy ny hatsiaka.
5. Fahaiza-manao fanamboarana sy fanamboarana: Azo ariana, foronina, amboarina/amboarina, ary fehezina ny kalitao.
6. Lanja sy vidiny: Tena zava-dehibe amin'ny fahombiazana sy ny fitsitsiana.
Famaranana
Tsy karazana tokana ireo metaly mahatanty hafanana ampiasaina amin'ny motera fiaramanidina, fa fitambarana fitaovana voafantina mifototra amin'ny faritra misy mari-pana sy ny asa. Ny superalloys vita amin'ny nikela no manjaka amin'ny faritra mafana indrindra, toy ny turbine, noho ny tanjany ambony amin'ny mari-pana sy ny fanoherana ny fihotsahan'ny rivotra, raha ny superalloys kobalta kosa dia ampiasaina amin'ny fampiharana manokana izay mitaky harafesina amin'ny hafanana sy ny fanoherana ny fikikisana. Ny titane dia nofidina ho an'ny compressors sy ny faritra mangatsiaka satria tena maivana nefa matanjaka, raha ny vy mahatanty hafanana sy ny firaka nikela-vy kosa dia mamaly ny filàna amin'ny mari-pana antonony miaraka amin'ny vidiny tsara kokoa sy ny fahamoran'ny fanamboarana. Ambonin'izany rehetra izany, ny coatings sakana mafana sy ny endrika fampangatsiahana dia fitambarana ilaina izay ahafahan'ny motera fiaramanidina maoderina miasa amin'ny mari-pana entona avo dia avo.
Raha tianao, azoko amboarina ho dikan-teny ara-teknika kokoa ity lahatsoratra ity (miaraka amin'ny ohatra amin'ny singa manokana isaky ny faritra: mpankafy–compressor–combustor–turbine–exhaust) na dikan-teny tsotra kokoa ho an'ny mpamaky amin'ny ankapobeny.
