הויך-טעמפּעראַטור צומיש ווערט אויך גערופן היץ-שטאַרקייט צומיש. לויט דער מאַטריץ סטרוקטור, קען מען טיילן מאַטעריאַלן אין דריי קאַטעגאָריעס: אייַזן-באַזירט, ניקאַל-באַזירט און קראָום-באַזירט. לויט פּראָדוקציע מאָדע, קען מען עס טיילן אין דעפאָרמירטע סופּעראַלוי און געגאָסענע סופּעראַלוי.
עס איז אַן אומפארמיידלעכער רוי מאַטעריאַל אין דער לופטפאָרט פעלד. עס איז דער שליסל מאַטעריאַל פֿאַר די הויך-טעמפּעראַטור טייל פון לופטפאָרט און אַוויאַציע מאַנופאַקטורינג מאָטאָרן. עס ווערט דער הויפּט געניצט פֿאַר מאַנופאַקטורינג פֿאַרברענונג קאַמער, טורבין בלייד, פירער בלייד, קאָמפּרעסאָר און טורבין דיסק, טורבין קעסטל און אנדערע טיילן. די סערוויס טעמפּעראַטור קייט איז 600 ℃ - 1200 ℃. די דרוק און סביבה באדינגונגען ווערייִרן מיט די טיילן געניצט. עס זענען שטרענגע רעקווירעמענץ פֿאַר די מעכאַנישע, פיזישע און כעמישע אייגנשאַפטן פון די צומיש. עס איז דער באַשטימענדיקער פאַקטאָר פֿאַר די פאָרשטעלונג, פאַרלאָזלעכקייט און לעבן פון די מאָטאָר. דעריבער, סופּעראַלוי איז איינער פון די שליסל פאָרשונג פּראַדזשעקס אין די פעלדער פון לופטפאָרט און נאציאנאלע פאַרטיידיקונג אין דעוועלאָפּעד לענדער.
די הויפּט אַפּליקאַציעס פון סופּעראַלויז זענען:
1. הויך טעמפּעראַטור צומיש פֿאַר פֿאַרברענונג קאַמער
די פארברענונג קאמער (אויך באקאנט אלס פלאם רער) פון אן אוויאציע טורבין מאטאר איז איינע פון די וויכטיגסטע הויך-טעמפּעראַטור קאמפאנענטן. ווייל ברענשטאף אטאמיזאציע, אויל און גאז מישן און אנדערע פראצעסן ווערן דורכגעפירט אין דער פארברענונג קאמער, קען די מאקסימום טעמפעראטור אין דער פארברענונג קאמער דערגרייכן 1500 ℃ - 2000 ℃, און די וואנט טעמפעראטור אין דער פארברענונג קאמער קען דערגרייכן 1100 ℃. אין דער זעלבער צייט, טראגט עס אויך טערמישע דרוק און גאז דרוק. רוב מאטארן מיט א הויכן שטופ/וואג פארהעלטעניש ניצן רינג-פארברענונג קאמערן, וועלכע האבן א קורצע לענג און הויכע היץ קאפאציטעט. די מאקסימום טעמפעראטור אין דער פארברענונג קאמער דערגרייכט 2000 ℃, און די וואנט טעמפעראטור דערגרייכט 1150 ℃ נאך גאז פילם אדער פארע קילונג. גרויסע טעמפעראטור גראדיענטן צווישן פארשידענע טיילן וועלן שאפן טערמישע דרוק, וואס וועט שטייגן און פאלן שארף ווען דער ארבעטס צושטאנד ענדערט זיך. דער מאטעריאל וועט זיין אונטערטעניק צו טערמישע שאק און טערמישע מידקייט לאסט, און עס וועלן זיין פארדרייאונג, ריסן און אנדערע חסרונות. בכלל, די פארברענונג קאמער איז געמאכט פון בויגן צומיש, און די טעכנישע באדערפענישן זענען צוזאמענגענומען ווי פאלגנד לויט די סערוויס באדינגונגען פון ספּעציפיש טיילן: עס האט געוויסע אקסידאציע קעגנשטעל און גאז קעראָוזשאַן קעגנשטעל אונטער די באדינגונגען פון ניצן הויך-טעמפּעראַטור צומיש און גאז; עס האט געוויסע אינסטאַנטאַנענט און ענדוראַנס שטאַרקייט, טערמאַל מידקייט פאָרשטעלונג און נידעריק יקספּאַנשאַן קאָואַפישאַנט; עס האט גענוג פּלאַסטיסיטי און וועַלסט פיייקייט צו ענשור פּראַסעסינג, פאָרמינג און קאַנעקשאַן; עס האט גוטע אָרגאַניזאַציאָנעלע פעסטקייט אונטער טערמאַל ציקל צו ענשור פאַרלאָזלעך אָפּעראַציע ין די סערוויס לעבן.
א. MA956 צומיש פּאָרעז לאַמינאַט
אין דער פריער שטאפל, איז דער פּאָרעזער לאַמינאַט געמאַכט געוואָרן פון HS-188 צומיש בויגן דורך דיפוזיע באַנדינג נאָך פאָטאָגראַפֿירן, עטשן, גרוב און פּאַנטשן. די אינעווייניקסטע שיכט קען געמאַכט ווערן אין אַן אידעאַלן קיל קאַנאַל לויט די פּלאַן רעקווייערמענץ. די סטרוקטור קילונג דאַרף בלויז 30% פון די קיל גאַז פון די טראַדיציאָנעלע פילם קילונג, וואָס קען פֿאַרבעסערן די טערמישע ציקל עפעקטיווקייט פון די מאָטאָר, רעדוצירן די פאַקטישע היץ טראָג קאַפּאַציטעט פון די ברענעניש קאַמער מאַטעריאַל, רעדוצירן די וואָג, און פאַרגרעסערן די שטופּ-וואָג פאַרהעלטעניש. איצט איז עס נאָך נייטיק צו דורכברעכן די שליסל טעכנאָלאָגיע איידער עס קען זיין געשטעלט אין פּראַקטיש נוצן. די פּאָרעזער לאַמינאַט געמאַכט פון MA956 איז אַ נייַע דור פון ברענעניש קאַמער מאַטעריאַל איינגעפירט דורך די פאַרייניקטע שטאַטן, וואָס קען זיין געניצט ביי 1300 ℃.
ב. אַפּליקאַציע פון קעראַמישע קאָמפּאָזיטן אין פֿאַרברענונג קאַמער
די פאראייניגטע שטאטן האט אנגעהויבן צו באשטעטיגן די מעגלעכקייט פון ניצן קעראַמיק פאר גאז טורבינען זינט 1971. אין 1983, האבן עטלעכע גרופעס וואס זענען פארנומען מיט דער אנטוויקלונג פון פארגעשריטענע מאטעריאלן אין די פאראייניגטע שטאטן פארמולירט א סעריע פון פאָרשטעלונג אינדיקאטארן פאר גאז טורבינען גענוצט אין פארגעשריטענע עראפלאנען. די אינדיקאטארן זענען: פארגרעסערן די טורבינע אריינגאנג טעמפעראטור צו 2200 ℃; אפערירן אונטערן פארברענונג צושטאנד פון כעמישע קאלקולאציע; רעדוצירן די געדיכטקייט וואס ווערט אנגעווענדעט צו די טיילן פון 8g/cm3 צו 5g/cm3; אפשטעלן קילן פון קאמפאנענטן. כדי צו דערפילן די באדערפענישן, די מאטעריאלן וואס ווערן שטודירט שליסן איין גראפיט, מעטאל מאטריץ, קעראַמישע מאטריץ קאמפאזיטן און אינטערמעטאלישע פארבינדונגען אין צוגאב צו איין-פאזע קעראַמיק. קעראַמישע מאטריץ קאמפאזיטן (CMC) האבן די פאלגנדע מעלות:
דער אויסברייטונג קאעפיציענט פון קעראַמישן מאַטעריאַל איז פיל קלענער ווי יענער פון ניקאַל-באַזירטן צומיש, און די קאָוטינג איז גרינג אָפּצושאָלענען. מאַכן קעראַמישע קאָמפּאָזיטן מיט אינטערמידייט מעטאַל פילץ קען איבערקומען דעם חסרון פון שאָלעכץ, וואָס איז די אַנטוויקלונג ריכטונג פון ברענעניש קאַמער מאַטעריאַלן. דעם מאַטעריאַל קען מען נוצן מיט 10% - 20% קיל לופט, און די טעמפּעראַטור פון מעטאַל צוריק איזאָלאַציע איז בלויז אַרום 800 ℃, און די היץ טראָגן טעמפּעראַטור איז פיל נידעריקער ווי יענע פון דיווערדזשענט קילן און פילם קילן. געגאָסענע סופּעראַלוי B1900+קעראַמישע קאָוטינג פּראַטעקטיוו קאַכל ווערט גענוצט אין V2500 מאָטאָר, און די אַנטוויקלונג ריכטונג איז צו פאַרבייַטן B1900 (מיט קעראַמישער קאָוטינג) קאַכל מיט SiC-באַזירטן קאָמפּאָזיט אָדער אַנטי-אַקסאַדיישאַן C/C קאָמפּאָזיט. קעראַמישע מאַטריץ קאָמפּאָזיט איז דער אַנטוויקלונג מאַטעריאַל פון מאָטאָר ברענעניש קאַמער מיט אַ שטופּ וואָג פאַרהעלטעניש פון 15-20, און זיין סערוויס טעמפּעראַטור איז 1538 ℃ - 1650 ℃. עס ווערט גענוצט פֿאַר פלאַם רער, פלאָוטינג וואַנט און נאָך-ברענער.
2. הויך טעמפּעראַטור צומיש פֿאַר טורבינע
אַעראָ-מאָטאָר טורבין בלייד איז איינער פון די קאָמפּאָנענטן וואָס טראָגן די מערסט שטרענגע טעמפּעראַטור לאָוד און די ערגסטע אַרבעט סוויווע אין די אַעראָ-מאָטאָר. עס מוז טראָגן זייער גרויס און קאָמפּלעקס דרוק אונטער הויך טעמפּעראַטור, אַזוי זייַן מאַטעריאַל רעקווירעמענץ זענען זייער שטרענג. די סופּעראַלויס פֿאַר אַעראָ-מאָטאָר טורבין בליידס זענען צעטיילט אין:
א. הויך טעמפּעראַטור צומיש פֿאַר גייד
דער דעפלעקטאָר איז איינער פֿון די טיילן פֿונעם טורבין מאָטאָר וואָס ווערן מערסטנס באַאײַנפֿלוסט פֿון היץ. ווען עס פּאַסירט אומגלייכע פֿאַרברענונג אין דער פֿאַרברענונג קאַמער, איז די היץ־לאַסט פֿונעם ערשטן שטאַפּל פֿירער־וואַנע גרויס, וואָס איז די הויפּט־אורזאַך פֿאַרן שאָדן פֿונעם פֿירער־וואַנע. זײַן סערוויס־טעמפּעראַטור איז בערך 100 ℃ העכער ווי יענע פֿונעם טורבין־בלייד. דער אונטערשייד איז אַז די סטאַטישע טיילן זענען נישט אונטערטעניק צו מעכאַנישע לאַסט. געוויינטלעך איז עס גרינג צו פֿאַראורזאַכן טערמישן דרוק, פֿאַרדרייעניש, טערמישע מידקייט־ריסן און לאָקאַלע פֿאַרברענונגען פֿאַראורזאַכט דורך שנעלע טעמפּעראַטור־ענדערונגען. דער פֿירער־וואַנע צומיש זאָל האָבן די פֿאָלגנדיקע אייגנשאַפֿטן: גענוג הויך־טעמפּעראַטור־שטאַרקייט, שטענדיקע קריכן־פּערפֿאָרמאַנס און גוטע טערמישע מידקייט־פּערפֿאָרמאַנס, הויך אָקסידאַציע־קעגנשטעל און טערמישע קעראָזיע־פּערפֿאָרמאַנס, טערמישער דרוק און ווייבראַציע־קעגנשטעל, בענדינג־דעפֿאָרמאַציע־פֿעיִקייט, גוטע גוס־פּראָצעס־מאָלדינג־פּערפֿאָרמאַנס און וועַלדיקייט, און קאָוטינג־שוץ־פּערפֿאָרמאַנס.
איצט נוצן רוב פארגעשריטענע מאטארן מיט א הויכן שטופּ/וואָג פאַרהעלטעניש ליידיגע געגאסענע בליידס, און מען קלייבט אויס ריכטונגס- און איינציקע קריסטאַל ניקאַל-באַזירטע סופּעראַלויז. דער מאָטאָר מיט א הויכן שטופּ-וואָג פאַרהעלטעניש האט א הויכע טעמפּעראַטור פון 1650 ℃ - 1930 ℃ און דאַרף באַשיצט ווערן מיט א טערמישער איזאָלאַציע קאָוטינג. די סערוויס טעמפּעראַטור פון דער בלייד אַלוי אונטער קיל- און קאָוטינג שוץ באַדינגונגען איז מער ווי 1100 ℃, וואָס שטעלט פאָרויס נייע און העכערע פאָדערונגען פֿאַר די טעמפּעראַטור געדיכטקייט קאָסטן פון די פירער בלייד מאַטעריאַל אין דער צוקונפֿט.
ב. סופּעראַלויז פֿאַר טורבין בליידז
טורבין בליידס זענען די שליסל היץ-טראגנדיקע ראָוטייטינג טיילן פון עראָ-מאָטאָרן. זייער אַפּערייטינג טעמפּעראַטור איז 50 ℃ - 100 ℃ נידעריקער ווי די גייד בליידס. זיי טראָגן גרויס צענטריפוגאַל דרוק, ווייבריישאַן דרוק, טערמיש דרוק, לופט לויפן סקאַרינג און אנדערע יפעקץ ווען זיי דרייען זיך, און די ארבעט באדינגונגען זענען שלעכט. די סערוויס לעבן פון די הייס ענד קאַמפּאָונאַנץ פון די מאָטאָר מיט הויך שטופּ/וואָג פאַרהעלטעניש איז מער ווי 2000 שעה. דעריבער, די טורבין בלייד צומיש זאָל האָבן הויך קריך קעגנשטעל און ריס שטאַרקייַט ביי סערוויס טעמפּעראַטור, גוטע הויך און מיטל טעמפּעראַטור קאָמפּרעהענסיוו פּראָפּערטיעס, אַזאַ ווי הויך און נידעריק ציקל מידקייט, קאַלט און הייס מידקייט, גענוג פּלאַסטיסיטי און פּראַל טאַפנאַס, און נאָטש סענסיטיוויטי; הויך אַקסאַדיישאַן קעגנשטעל און קעראָוזשאַן קעגנשטעל; גוטע טערמיש קאַנדאַקטיוויטי און נידעריק קאָואַפישאַנט פון לינעאַר יקספּאַנשאַן; גוטע גיסן פּראָצעס פאָרשטעלונג; לאַנג-טערמין סטרוקטוראַל פעסטקייַט, קיין TCP פאַסע אָפּזאַץ ביי סערוויס טעמפּעראַטור. די אַפּלייד צומיש גייט דורך פיר סטאַגעס; דעפאָרמד צומיש אַפּלאַקיישאַנז אַרייַננעמען GH4033, GH4143, GH4118, עטק; די אנווענדונג פון גיס-צומישן נעמט אריין K403, K417, K418, K405, ריכטונגס-פארפעסטיקט גאלד DZ4, DZ22, איינציק-קריסטאל צומיש DD3, DD8, PW1484, א.א.וו. איצט האט עס זיך אנטוויקלט צו דער דריטער דור פון איינציק-קריסטאל צומישן. כינע'ס איינציק-קריסטאל צומיש DD3 און DD8 ווערן בהתאמה גענוצט אין כינע'ס טורבינעס, טורבאפען מאטארן, העליקאפטערס און שיף-געטראגענע מאטארן.
3. הויך טעמפּעראַטור צומיש פֿאַר טורבין דיסק
די טורבין דיסק איז דער מערסט באלאנסירטער דרייענדיקער לאגער טייל פון די טורבין מאטאר. די ארבעטס טעמפעראטור פון די ראד פלאנדזש פון די מאטאר מיט די שטופּ וואָג פאַרהעלטעניש פון 8 און 10 דערגרייכט 650 ℃ און 750 ℃, און די טעמפעראטור פון די ראד צענטער איז וועגן 300 ℃, מיט א גרויסן טעמפעראטור חילוק. בעת נארמאלע דרייונג, טרייבט עס די בלייד צו דרייען זיך מיט א הויכער שנעלקייט און טראגט די מאקסימום צענטריפוגאַל קראַפט, טערמישע דרוק און ווייבריישאַן דרוק. יעדער אָנהייב און האַלטן איז א ציקל, ראד צענטער. די האַלדז, גרוב דנאָ און רים טראָגן אַלע פאַרשידענע קאָמפּאָסיט דרוק. די צומיש איז פארלאנגט צו האָבן די העכסטע ייעלד שטאַרקייט, אימפּאַקט טאַפנאַס און קיין קאַרב סענסיטיוויטי ביי די סערוויס טעמפּעראַטור; נידעריק לינעאַר יקספּאַנשאַן קאָואַפישאַנט; זיכער אַקסאַדיישאַן און קעראָוזשאַן קעגנשטעל; גוטע קאַטינג פאָרשטעלונג.
4. לופטפארט סופּעראַלוי
די סופּעראַלוי אין די פליסיק ראַקעטע מאָטאָר ווערט גענוצט ווי די ברענשטאָף ינדזשעקטאָר פּאַנעל פון די קאַמער אין די שטופּ קאַמער; טורבין פּאָמפּע עלנבויגן, פלאַנדזש, גראַפיט רודער פאַסטער, אאז"וו. הויך טעמפּעראַטור צומיש אין פליסיק ראַקעטע מאָטאָרן ווערט גענוצט ווי די ברענשטאָף קאַמער ינדזשעקטאָר פּאַנעל אין שטופּ קאַמער; טורבין פּאָמפּע עלנבויגן, פלאַנדזש, גראַפיט רודער פאַסטער, אאז"וו. GH4169 ווערט גענוצט ווי דער מאַטעריאַל פון טורבין ראָוטער, שאַפט, שאַפט אַרבל, פאַסטער און אנדערע וויכטיקע לאַגער טיילן.
די טורבין ראָטאָר מאַטעריאַלן פון אמעריקאנער פליסיק ראַקעט מאָטאָרן אַרייַננעמען דער הויפּט די אַרייַנגאַנג רער, טורבין בלייד און דיסק. GH1131 צומיש ווערט מערסטנס געניצט אין כינע, און די טורבין בלייד דעפּענדס אויף דער אַרבעט טעמפּעראַטור. Inconel x, Alloy713c, Astroloy און Mar-M246 זאָלן געניצט ווערן סאַקסעסיוולי; די ראָד דיסק מאַטעריאַלן אַרייַננעמען Inconel 718, Waspaloy, עטק. GH4169 און GH4141 ינטעגראַל טורבינען ווערן מערסטנס געניצט, און GH2038A ווערט געניצט פֿאַר די מאָטאָר שאַפט.