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De acordo com as teorias existentes, os materiais de alta temperatura a 760℃ podem ser classificados principalmente por seus elementos base em superligas à base de ferro, superligas à base de níquel e superligas à base de cobalto. Por processo de fabricação, podem ser divididos em superligas forjadas, superligas fundidas e superligas de metalurgia do pó. Por mecanismo de endurecimento, existem os tipos de endurecimento por solução sólida, tipo de endurecimento por precipitação, tipo de endurecimento por dispersão de óxido e tipo reforçado por fibra, entre outros. As superligas são usadas principalmente para fabricar componentes de alta temperatura, como pás de turbina, palhetas direcionadoras, discos de turbina, discos de compressor de alta pressão e câmaras de combustão para turbinas a gás de aviação, navais e industriais. Elas também são usadas para fabricar dispositivos de conversão de energia, como veículos aeroespaciais, motores de foguete, reatores nucleares, equipamentos petroquímicos e equipamentos de conversão de carvão.

Materiais de Alta Temperatura 1200℃ e 150Materiais de alta temperatura de 0℃ não são atualmente utilizados na China.

O processo de desenvolvimento de materiais de alta temperatura a 760℃ começou com a pesquisa em superligas em países como Reino Unido, Alemanha e EUA a partir do final da década de 1930. Durante a Segunda Guerra Mundial, a pesquisa e o uso de superligas entraram em um período de desenvolvimento vigoroso para atender às necessidades de novos motores de aeronaves. No início da década de 1940, o Reino Unido adicionou uma pequena quantidade de alumínio e titânio à liga 80Ni-20Cr para formar a fase γ' (gama linha) para fortalecimento, desenvolvendo uma liga à base de níquel com maior resistência em alta temperatura. Durante o mesmo período, os EUA começaram a usar a liga à base de cobalto Vitallium para fabricar pás para se adaptar ao desenvolvimento de turbocompressores para motores de pistão de aeronaves.

Além disso, os Estados Unidos também desenvolveram ligas à base de níquel Inconel para a fabricação das câmaras de combustão de motores a jato. Posteriormente, para melhorar ainda mais a resistência em alta temperatura das ligas, metalurgistas adicionaram elementos como tungstênio, molibdênio e cobalto às ligas à base de níquel e aumentaram o teor de alumínio e titânio, desenvolvendo uma série de graus de liga, como a "Nimonic" britânica e as americanas "Mar-M" e "IN". Em ligas à base de cobalto, elementos como níquel e tungstênio foram adicionados para desenvolver várias superligas de alta temperatura, como X-45, HA-188 e FSX-414. Devido à escassez de recursos de cobalto, o desenvolvimento de superligas à base de cobalto de alta temperatura tem sido restrito.

Na década de 1940, superligas à base de ferro também se desenvolveram. Ligas como A-286 e Incoloy 901 surgiram na década de 1950, mas devido à sua baixa estabilidade em altas temperaturas, seu desenvolvimento tem sido relativamente lento desde a década de 1960. A União Soviética começou a produzir superligas à base de níquel da série "ЭИ" por volta de 1950 e, posteriormente, produziu superligas forjadas da série "ЭП" e superligas fundidas da série ЖС. A China iniciou a produção experimental de superligas em 1956, formando gradualmente superligas forjadas da série "GH" e superligas fundidas da série "K". Na década de 1970, os Estados Unidos também utilizaram novos processos de produção para fabricar pás solidificadas direcionalmente e discos de turbina por metalurgia do pó, e desenvolveram pás monocristalinas e outros componentes de liga de alta temperatura para atender às necessidades das temperaturas de entrada de turbina continuamente crescentes de motores aeronáuticos.

Ligas deformáveis de alta temperatura referem-se a uma classe de ligas que podem passar por processamento de deformação a quente e a frio, possuem uma faixa de temperatura de trabalho de -253 a 1320°C, apresentam boas propriedades mecânicas e indicadores abrangentes de resistência e tenacidade, e exibem alta resistência à oxidação e à corrosão. De acordo com o seu processo de tratamento térmico, podem ser divididas em ligas endurecidas por solução sólida e ligas endurecidas por precipitação. Os números que seguem GH representam o número de classificação, a saber: 1. Ligas à base de ferro endurecidas por solução sólida, 2. Ligas à base de ferro endurecidas por precipitação, 3. Ligas à base de níquel endurecidas por solução sólida, 4. Ligas à base de cobalto. Os segundo, terceiro e quarto dígitos após GH representam o número de série.

1. Liga de endurecimento por solução sólida

A faixa de temperatura operacional é de 900～1300℃, e a resistência à oxidação em alta temperatura atinge 1320℃. Por exemplo, a liga GH128 tem uma resistência à tração de 850MPa e uma resistência ao escoamento de 350MPa à temperatura ambiente; a 1000℃, sua resistência à tração é de 140MPa e o alongamento é de 85%. A vida útil à fluência a 1000℃ sob uma tensão de 30MPa é de 200 horas com um alongamento de 40%. Ligas de solução sólida são geralmente usadas para fabricar componentes como câmaras de combustão e carcaças para motores de aviação e aeroespaciais.

2、Ligas de endurecimento por precipitação

A faixa de temperatura operacional é de -253～950℃, e é geralmente usada para fabricar componentes estruturais, como discos e pás de turbina para motores aeroespaciais. A temperatura de trabalho da liga usada para discos de turbina é de -253～700℃, exigindo boa resistência em altas e baixas temperaturas e resistência à fadiga. Por exemplo: a liga GH4169 tem uma alta tensão de escoamento de 1000MPa a 650℃; a temperatura da liga para fabricação de pás pode atingir 950℃, por exemplo: a liga GH220 tem uma resistência à tração de 490MPa a 950℃, e uma vida útil à fluência superior a 40 horas a 940℃ e 200MPa.

Superligas são usadas principalmente para fornecer forjados estruturais, discos, anéis, barras, chapas, tubos, tiras e fios para as indústrias aeroespacial, de aviação, de energia nuclear e de petróleo civil.

Ligas de alta temperatura para fundição referem-se a uma classe de ligas de alta temperatura que podem ou só podem ser moldadas em peças por fundição. Suas principais características são:

1. Com uma gama mais ampla de composições, como não há necessidade de considerar sua deformabilidade e processabilidade, o projeto da liga pode se concentrar em otimizar seu desempenho em serviço. Por exemplo, no caso de superligas à base de níquel, o teor de γ' pode ser aumentado para 60% ou mais ajustando a composição, de modo que a liga ainda possa manter um desempenho excelente em temperaturas de até 85% do ponto de fusão da liga.

2. Possui uma gama mais ampla de aplicações Devido às vantagens especiais do método de fundição, peças fundidas de liga de alta temperatura com estruturas e formas complexas arbitrárias podem ser projetadas e fabricadas em forma próxima à final ou sem usinagem adicional, de acordo com as necessidades de aplicação da peça.

De acordo com a temperatura de operação da liga de fundição, elas podem ser divididas nas seguintes três categorias:

Categoria: Ligas de Alta Temperatura para Fundição de Cristal Isótropo Utilizadas na Faixa de Temperatura de -253～650℃. Essas ligas possuem boas propriedades abrangentes em uma ampla faixa de temperatura, particularmente mantendo resistência e plasticidade sem diminuição em baixas temperaturas. Por exemplo, a liga K4169, amplamente utilizada em motores aeroespaciais e motores de aeronaves, possui uma resistência à tração de 1000 MPa, uma tensão de escoamento de 850 MPa e um alongamento na ruptura de 15% a 650°C. Sua vida útil à fluência sob uma tensão de 620 MPa a 650°C é de 200 horas. Tem sido usada para fabricar carcaças de difusor em motores aeroespaciais e vários componentes estruturais complexos para bombas em motores aeroespaciais.

Categoria 2: Ligas Equiaxadas de Alta Temperatura para Uso a 650-950℃ Estas ligas possuem altas propriedades mecânicas e resistência à corrosão a quente em temperaturas elevadas. Por exemplo, a liga K419 tem uma resistência à tração superior a 700 MPa e um alongamento à ruptura superior a 6% a 950℃. A 950℃ por 200 horas, sua resistência à fluência é superior a 230 MPa. Este tipo de liga é adequado para uso como pás de turbina, palhetas direcionadoras e peças fundidas integrais de turbina em motores aeronáuticos.

Categoria 3: Superligas Colunares Solidificadas Direcionalmente e Monocristalinas usadas a 950-1100℃. Essas ligas possuem excelentes propriedades abrangentes, bem como resistência à oxidação e à corrosão a quente nesta faixa de temperatura. Por exemplo, a liga monocristalina DD402 tem uma vida útil à ruptura por fluência superior a 100 horas sob uma tensão de 130 MPa a 1100℃. Este é o material de mais alta temperatura usado para pás de turbina na China e é adequado para a fabricação de pás de turbina para novos motores de alto desempenho.

Com a melhoria contínua da tecnologia de fundição, novos processos especiais também estão surgindo constantemente. A tecnologia de fundição de grão fino, a tecnologia de solidificação direcional, a tecnologia CA para peças complexas de parede fina, etc., todos melhoraram muito o nível de fundição de ligas de alta temperatura e expandiram continuamente seu escopo de aplicação.Pó para Materiais de Alta Temperatura Classe 760℃800MPa Metalurgia do Pó Superligas

Produtos feitos de pó de liga de alta temperatura são fabricados usando um processo de produção envolvendo conformação por Prensagem Isostática a Quente (PIQ) ou conformação por PIQ seguida de forjamento. O processo de metalurgia do pó, devido às partículas finas do pó e às rápidas taxas de resfriamento, resulta em uma composição uniforme sem segregação macroscópica, tamanho de grão fino, boa trabalhabilidade a quente, alta utilização de material e baixo custo. Em particular, a tensão de escoamento e o desempenho à fadiga da liga são significativamente melhorados.

A superliga metalúrgica a pó FGH95, com resistência à tração a 650℃ de 1500MPa; a vida útil à fluência sob tensão de 1034MPa é superior a 50 horas, sendo atualmente uma superliga metalúrgica a pó com alto nível de resistência sob condições operacionais de 650℃. As superligas metalúrgicas a pó podem atender aos requisitos de uso de motores com níveis de tensão mais elevados e são o material de escolha para discos de turbina, discos de compressor, caixas de turbina e outros componentes de alta temperatura de motores com alta relação empuxo/peso.

Liga de Alta Temperatura Reforçada por Dispersão de Óxido (ODS) Classe 1200℃ 100MPa

Esta é uma liga especial de alta temperatura formada pelo processo de moagem mecânica (MA). Fases ultrafinas (menores que 50 nm) reforçadas por dispersão de óxido, que são altamente estáveis em altas temperaturas, são uniformemente dispersas na matriz da liga. Sua resistência de liga ainda pode ser mantida em condições próximas ao ponto de fusão da liga, e ela possui excelente resistência à fluência em alta temperatura, resistência superior à oxidação em alta temperatura e resistência à corrosão por carbono e enxofre.

Atualmente, existem três ligas ODS principais que alcançaram produção comercial:

A liga MA956 pode ser usada em temperaturas de até 1350°C em uma atmosfera oxidante, classificando-se bem entre as ligas de alta temperatura quanto à resistência à oxidação e à corrosão por carbono e enxofre. Pode ser usada para o revestimento da câmara de combustão em motores aeroespaciais.

A liga MA754 pode ser usada em temperaturas de até 1250°C em atmosfera oxidante e mantém resistência e resistência à corrosão relativamente altas em altas temperaturas por vidro alcalino-médio. Atualmente, é usada para fabricar anéis de cobertura e palhetas guia para motores aeroespaciais.

A liga MA6000 possui uma resistência à tração de 222 MPa e uma resistência ao escoamento de 192 MPa a 1100°C; a 1100°C, a resistência à fluência de 1000 horas é de 127 MPa, colocando-a na categoria de ligas de alta temperatura, e pode ser usada para pás de motores de aeronaves.Materiais de alta temperatura baseados em compostos intermetálicos

Materiais compostos intermetálicos de alta temperatura são uma classe de materiais leves e de alta temperatura com perspectivas de aplicação significativas que têm sido pesquisados e desenvolvidos recentemente. Na última década, a pesquisa fundamental, o projeto de ligas, o desenvolvimento de processos e a pesquisa de aplicação em compostos intermetálicos amadureceram, alcançando particularmente conquistas notáveis na tecnologia de preparação e processamento, tenacificação e fortalecimento, propriedades mecânicas e pesquisa de aplicação de materiais à base de Ti-Al, Ni-Al e Fe-Al.

Ligas à base de Ti3Al (TAC-1), ligas à base de TiAl (TAC-2) e ligas à base de Ti2AlNb possuem vantagens como baixa densidade (3,8～5,8g/cm³), alta resistência em altas temperaturas, alta rigidez e excelente resistência à oxidação e fluência, o que pode reduzir o peso dos componentes estruturais em 35～50%. A liga à base de Ni3Al, MX-246, tem boa resistência à corrosão, resistência ao desgaste e resistência à cavitação, mostrando perspectivas de aplicação promissoras. As ligas à base de Fe3Al têm boa resistência à oxidação e erosão, maior resistência em temperaturas médias (abaixo de 600℃) e baixo custo, tornando-as um novo material que pode substituir parcialmente o aço inoxidável.Liga de alta temperatura para ambientes agressivos

Em muitos campos da indústria civil, os componentes em serviço estão em ambientes corrosivos de alta temperatura. Para atender à demanda do mercado, uma série de ligas de alta temperatura foi classificada de acordo com seus ambientes operacionais.

1、Série de Ligas-Mãe para Ligas de Alta Temperatura

2、Placas, barras, fios, tiras, tubos e forjados de liga de alta temperatura resistentes à corrosão

3、Barra de liga de alta temperatura de alta resistência e resistente à corrosão, fio de mola, fio de solda, chapa, tira, forjados

4、Produtos da Série Resistentes à Corrosão de Vidro

5、Série de Ligas de Alta Temperatura para Resistência à Corrosão Ambiental e Resistência ao Desgaste em Alta Temperatura de Superfícies Duras

6、Peças Especiais Fundidas (Pás, Turbina do Compressor, Rotor da Turbina, Palhetas Guia, Conexões para Instrumentos)

7、Centrífuga, eixo de alta temperatura e acessórios para produção de lã de vidro 8、Placas resistentes ao calor e trilhos deslizantes de liga à base de cobalto para forno de aquecimento de tarugos

9、 Assento da válvula

10. Moldando a faixa de resistência em forma de "U"

11、Série de Tubos de Fundição Centrífuga

12、Produtos da Série Nanomateriais

13. Materiais Estruturais Leves de Alta Temperatura

14. Materiais Funcionais (Ligas de Expansão, Ligas de Alta Temperatura e Alta Elasticidade, Série de Ligas de Elasticidade Constante)

15、Produtos da Série de Materiais Biomédicos

16、Série de Produtos Alvo para Engenharia Eletrônica

17、Produtos da Série de Bicos da Unidade de Potência

18、Placa Resistente ao Desgaste de Liga de Stellite

19. Rolos de forno e tubos radiantes resistentes à oxidação em alta temperatura e à corrosão.4Força melhoradaFortalecimento de solução sólida

Adicionar elementos com tamanhos atômicos diferentes do metal da matriz (cromo, tungstênio,molibdênioetc.) causa o metal basetreliçadistorção, adicionando elementos que podem reduzir a energia de falha de empilhamento da matriz da liga (como cobalto) e adicionando elementos que podem diminuir a taxa de difusão dos elementos da matriz (Tungstênio, molibdênio, etc.), para fortalecer a matriz.Fortalecimento por precipitação

Através do tratamento de envelhecimento, uma segunda fase (γ', γ", carbonetos, etc.) é precipitada da solução sólida supersaturada para fortalecer a liga. A fase γ' tem a mesma estrutura cúbica de face centrada da matriz, com uma constante de rede próxima à da matriz, e é coerente com o cristal. Portanto, a fase γ' pode precipitar uniformemente como partículas finas na matriz, dificultando o movimento de discordâncias e produzindo um efeito de fortalecimento significativo. A fase γ' é um composto intermetálico do tipo A3B, onde A representa níquel, cobalto e B representaalumínio、titânio、nióbio、Tântalo、vanádio、Tungstênio, enquanto cromo, molibdênio e ferro podem ser A ou B. A fase γ' típica em ligas à base de níquel é Ni3(Al,Ti). O efeito de endurecimento da fase γ' pode ser aprimorado através das seguintes vias:

① Aumentar a quantidade de fase γ';

② Certifique-se de que a fase γ’ e a matriz tenham um grau de incompatibilidade adequado para obter o efeito de endurecimento por deformação coerente;

③ Adicionar elementos como Nb e Ta aumenta a energia da fronteira de antifase da fase γ' para melhorar sua resistência ao corte por discordâncias.vigor;

④ Adição de elementos como cobalto, tungstênio e molibdênio para melhorar a resistência da fase γ'. A fase γ" possui estrutura tetragonal de corpo centrado e sua composição é Ni3Nb. Como a incompatibilidade entre a fase γ" e a matriz é grande, pode causar um grau significativo de deformação coerente, conferindo à liga uma resistência ao escoamento muito alta. No entanto, acima de 700℃, o efeito de endurecimento diminui significativamente. Superligas à base de cobalto geralmente não contêm a fase γ, mas usamcarbonetoFortalecer.

Em altas temperaturas, os contornos de grão de ligas são pontos fracos, e adicionar quantidades vestigiais de boro, zircônio eElementos de terras rarasPode melhorar a resistência dos contornos de grão. Isso ocorre porque os elementos de terras raras podem purificar os contornos de grão, e os átomos de boro e zircônio podem preencher as vacâncias dos contornos de grão, reduzir a taxa de difusão nos contornos de grão durante a fluência, inibir a agregação de carbonetos nos contornos de grão e promover a esferoidização das fases secundárias nos contornos de grão. Além disso, a adição de uma quantidade apropriada de háfnio às ligas de fundição também pode melhorar a resistência e a plasticidade dos contornos de grão. Também é possível melhorar a plasticidade e a resistência formando carbonetos distribuídos em cadeia ou causando contornos de grão curvos nos contornos de grão através de tratamento térmico.

Usando metalurgia do pó, óxidos finos que permanecem estáveis em altas temperaturas são adicionados à liga e são dispersos uniformemente.estado, obtendo assim um efeito de fortalecimento significativo. Geralmente adicionadoóxidoIncluindo ThO2 e Y2O3, etc. Esses óxidos fortalecem a liga por fatores como impedir o movimento de discordâncias e estabilizar a subestrutura de discordâncias.

A microestrutura típica das superligas é uma matriz austenítica, com carbonetos dispersos, compostos intermetálicos e outras fases de endurecimento distribuídas dentro da matriz. Os principais elementos em ligas de alta temperatura incluem cromo, cobalto, alumínio, titânio, níquel, molibdênio, tungstênio, etc. Os elementos de liga servem para estabilizar a estrutura da matriz austenítica, formar fases de endurecimento e melhorar a resistência à oxidação e corrosão da liga. As ligas de alta temperatura comumente usadas são categorizadas em três tipos: à base de ferro, à base de níquel e à base de cobalto.

Superligas à base de ferro são desenvolvidas a partir de aços inoxidáveis austeníticos e contêm certas quantidades de elementos como cromo e níquel. São materiais importantes utilizados em condições de temperatura média (600~800℃), possuindo propriedades mecânicas moderadas em temperaturas intermediárias e boa trabalhabilidade a quente. A composição da liga é relativamente simples e o custo é menor. São usadas principalmente para fabricar discos de turbina para motores aeronáuticos e turbinas a gás industriais, e também podem ser usadas para fabricar palhetas direcionadoras, pás de turbina, câmaras de combustão, bem como outros componentes estruturais, fixadores, etc. Outra aplicação é fabricar turbocompressores de gases de escape para motores a diesel. Devido à microestrutura instável e à baixa resistência à oxidação das ligas à base de ferro com endurecimento por precipitação, e à resistência insuficiente em altas temperaturas, as ligas à base de ferro não podem ser usadas em temperaturas mais elevadas.

Superligas à base de níquelUma liga de alta temperatura com matriz à base de níquel (teor geralmente superior a 50%), possuindo resistência relativamente boa e excelente resistência à oxidação e à corrosão por gases de combustão na faixa de temperatura de 650~1000℃.

Ligas à base de níquel são uma classe amplamente utilizada de superligas com alta resistência em altas temperaturas. As principais razões são: primeiro, ligas à base de níquel podem dissolver um número maior de elementos de liga mantendo boa estabilidade; segundo, elas podem formar compostos intermetálicos ordenados coerentes do tipo A3B, como a fase γ’-[Ni(Al,Ti)], como fases de endurecimento, endurecendo efetivamente a liga e alcançando maior resistência em altas temperaturas do que superligas à base de ferro e cobalto; terceiro, ligas à base de níquel com alto teor de cromo possuem melhor resistência à oxidação e corrosão a quente do que superligas à base de ferro. Ligas à base de níquel contêm mais de dez elementos. Entre eles, o Cr desempenha principalmente um papel na resistência à oxidação e corrosão, enquanto outros elementos contribuem principalmente para o endurecimento. De acordo com seus mecanismos de endurecimento, elas podem ser divididas em ligas endurecidas por solução sólida e ligas endurecidas por precipitação: elementos de endurecimento por solução sólida incluem tungstênio, molibdênio, cobalto, cromo, vanádio, etc.; elementos de endurecimento por precipitação incluem alumínio, titânio, nióbio e tântalo; elementos de endurecimento de contorno de grão incluem boro, zircônio, magnésio e elementos de terras raras, etc.

Superligas à base de cobalto são ligas austeníticas de alta temperatura contendo de 40% a 65% de cobalto. Elas possuem certa resistência em alta temperatura, boa resistência à corrosão a quente e resistência à oxidação em temperaturas que variam de 730 a 1100°C. São usadas na fabricação de pás direcionadoras para turbinas a gás industriais e turbinas a gás marítimas, entre outras aplicações. O desenvolvimento de ligas à base de cobalto deve considerar a disponibilidade dos recursos de cobalto. O cobalto é um recurso estratégico importante, e a maior parte do mundo tem deficiência de cobalto, o que limita o desenvolvimento de ligas à base de cobalto.

As ligas à base de cobalto geralmente contêm 10%~22% de níquel, 20%~30% de cromo e elementos de endurecimento por solução sólida e formadores de carbonetos, como tungstênio, molibdênio, tântalo e nióbio. Elas possuem um teor de carbono muito alto e são uma classe de ligas de alta temperatura onde os carbonetos são a principal fase de endurecimento. A resistência ao calor das ligas à base de cobalto está relacionada ao teor de elementos de endurecimento por solução sólida e elementos formadores de carbonetos.

Ligas de alta temperatura sem ou com baixo teor de alumínio e titânio são geralmente fundidas usando fornos a arco ou fornos de indução sem vácuo. Para ligas de alta temperatura com alto teor de alumínio e titânio, a queima de elementos é difícil de controlar e mais gases e inclusões entram durante a fusão na atmosfera. Portanto, deve-se usar fusão a vácuo. Para reduzir ainda mais o teor de inclusões, melhorar a distribuição das inclusões e refinar a estrutura cristalina do lingote, pode ser empregado um processo duplo combinando fusão e refusão secundária. Os principais meios de fusão incluem fornos a arco, fornos de indução a vácuo e fornos de indução sem vácuo; os principais meios de refusão incluem fornos a vácuo com eletrodo consumível e fornos de refusão a arco submerso.

Ligas de endurecimento por solução sólida e lingotes de liga com baixo teor de alumínio e titânio (a quantidade total de alumínio e titânio é inferior a aproximadamente 4,5%) podem ser forjados em tarugos. Ligas com alto teor de alumínio e titânio geralmente requerem extrusão ou laminação para formar tarugos, que são então laminados a quente em produtos. Alguns produtos requerem laminação a frio ou trefilação a frio adicionais. Lingotes ou tarugos de liga de diâmetros maiores precisam ser forjados usando prensas hidráulicas ou prensas hidráulicas de forjamento de alta velocidade.

Ligas com alto grau de liga e boa resistência à deformação são atualmente amplamente fabricadas por fundição, por exemplo, fundindo pás de turbina e palhetas guia. Para reduzir ou eliminar contornos de grão perpendiculares ao eixo de tensão e reduzir ou eliminar porosidade em ligas fundidas, processos de solidificação direcional foram desenvolvidos nos últimos anos. Este processo envolve o crescimento de grãos em uma direção cristalográfica durante a solidificação da liga para obter cristais colunares paralelos sem contornos de grão transversais. A condição primária do processo para alcançar a solidificação direcional é estabelecer e manter um gradiente de temperatura axial suficientemente grande e boas condições de dissipação de calor axial entre as linhas de líquido e sólido. Além disso, para eliminar todos os contornos de grão, a pesquisa sobre o processo de fabricação de pás monocristalinas também é necessária.

A metalurgia do pó é usada principalmente para produzir superligas endurecidas por precipitação e por dispersão de óxidos. Este processo pode conferir plasticidade e até superplasticidade às superligas fundidas que geralmente não são deformáveis.

O desempenho abrangente das superligas está intimamente relacionado à sua microestrutura, e a microestrutura é controlada pelo tratamento térmico do metal. As superligas geralmente requerem tratamento térmico. Ligas endurecidas por precipitação são tipicamente submetidas a tratamento de solubilização e tratamento de envelhecimento. Ligas endurecidas por solução sólida apenas passam por tratamento de solubilização. Algumas ligas requerem um ou dois tratamentos intermediários antes do envelhecimento. O tratamento de solubilização é realizado para dissolver a segunda fase na matriz da liga, de modo aO objetivo é garantir a precipitação uniforme de fases de endurecimento, como γ e carbonetos (ligas à base de cobalto), durante o tratamento de envelhecimento e, em segundo lugar, obter um tamanho de grão adequado para garantir o desempenho em fluência e fadiga em alta temperatura.

A temperatura de tratamento de solubilização é geralmente de 1040～1220℃. As ligas mais amplamente utilizadas atualmente passam por um tratamento intermediário a 1050～1100℃ antes do tratamento de envelhecimento. O principal objetivo do tratamento intermediário é precipitar carbonetos e fase γ nos contornos de grão para melhorar o estado dos contornos de grão. Enquanto isso, algumas ligas também precipitam algumas partículas maiores de fase γ, que formam uma combinação razoável com a fase γ fina precipitada durante o tratamento de envelhecimento. O objetivo do tratamento de envelhecimento é precipitar uniformemente a fase γ ou carbonetos (ligas à base de cobalto) da solução sólida supersaturada para melhorar a resistência em alta temperatura. A temperatura de tratamento de envelhecimento é geralmente de 700～1000℃.

A tendência no desenvolvimento de superligas é aumentar ainda mais a temperatura operacional das ligas, melhorar sua capacidade de suportar diversas cargas em temperaturas intermediárias ou altas e estender a vida útil das ligas. Em termos de materiais para pás de turbina, as pás monocristalinas entrarão na fase de aplicação prática, e o desempenho abrangente das pás solidificadas direcionalmente será aprimorado.

Além disso, é possível fabricar pás ocas com brasagem difusional multicamada utilizando pós de liga rapidamente solidificados, adaptando-se assim à necessidade de aumentar a temperatura do gás. Quanto aos defletores e materiais da câmara de combustão, é possível utilizar ligas reforçadas por dispersão de óxido para aumentar significativamente a temperatura de operação. Para melhorar a resistência à corrosão e ao desgaste, os materiais e processos de revestimento protetor para as ligas também passarão por desenvolvimento adicional.

Microestrutura e Propriedades de Superligas Eutéticas Solidificadas Direcionalmente em Alto Gradiente

Pesquisa sobre Refinamento de Grão e Otimização de Desempenho da Liga de Alta Temperatura K4169

Solubilidade e Transformação de Ni_5Zr em Superligas à Base de Níquel Fundidas

Influência do processo de solidificação direcional e do teor de háfnio em uma superliga à base de níquel

O Papel do Mg em Liga de Alta Temperatura GH220

Estudo da Segunda Fase em Superliga à Base de Ferro GH2027

Pesquisa Exploratória sobre a Adição de Partículas de Carboneto a Ligas de Alta Temperatura à Base de Ni_3Al

Precipitação das Fases MC e M_3B_2 em uma Superliga de Ni-Cr-Co

Comportamento à Fadiga de Baixo Ciclo em Alta Temperatura da Superliga à Base de Níquel GH4145/SQ

Pesquisa sobre Transformação no Controle de Qualidade de Conformação de Superligas em Altas Temperaturas

Composição de Superligas Eutéticas Solidificadas Direcionalmente de Alto GradienteTecelagem e Desempenho

Pesquisa sobre Refinamento de Grão e Otimização de Desempenho da Liga de Alta Temperatura K4169

Solubilidade e Transformação de Ni_5Zr em Superligas à Base de Níquel Fundidas

Influência do processo de solidificação direcional e do teor de háfnio em uma superliga à base de níquel

O Papel do Mg em Liga de Alta Temperatura GH220

Microestrutura e Análise de Fase do Envelhecimento por Tensão da Superliga em Pó FGH95

Pesquisa sobre a Microestrutura e a Cinética de Precipitação da Fase γ′ da Liga de Alta Temperatura em Pó Rene′88DT

Pesquisa sobre o Comportamento da Iniciação e Propagação de Trincas Induzidas por Inclusões em Ligas de Alta Temperatura à Base de Níquel em Pó

Comportamento Mecânico Microscópico de Inclusões em Ligas de Alta Temperatura em Pó à Base de Níquel

Pesquisa e Desenvolvimento de Ligas de Alta Temperatura por Metalurgia do Pó

Liga de alta temperatura refere-se a um tipo de material metálico baseado em ferro, níquel e cobalto, que pode trabalhar por um longo tempo em altas temperaturas acima de 600 °C e sob certas tensões; tem alta resistência a altas temperaturas, boa resistência à oxidação e resistência à corrosão, bom desempenho de fadiga, tenacidade à fratura e outras propriedades abrangentes. A liga de alta temperatura é uma única estrutura de austenita, com boa estabilidade organizacional e confiabilidade em várias temperaturas.Com base nas características de desempenho acima e devido ao alto grau de liga, as superligas também são conhecidas como "superligas" e são um material importante amplamente utilizado na aviação, aeroespacial, petróleo, indústria química e construção naval. De acordo com o elemento base, as ligas de alta temperatura são ainda divididas em ligas à base de ferro, à base de níquel, à base de cobalto e outras ligas de alta temperatura. As ligas de alta temperatura à base de ferro geralmente só conseguem atingir temperaturas de operação de 750-780°C. Para componentes resistentes ao calor usados em temperaturas mais altas, são usadas ligas à base de níquel e metais refratários. As ligas de alta temperatura à base de níquel ocupam uma posição particularmente importante em todo o campo das ligas de alta temperatura. Elas são amplamente utilizadas para fabricar componentes da extremidade quente de motores a jato aeroespaciais e várias turbinas a gás industriais. Se o padrão for uma resistência à fluência de 150 MPa-100 horas, a temperatura mais alta que as ligas de níquel podem suportar atualmente é >1100°C, enquanto as ligas de níquel podem suportar aproximadamente 950°C e as ligas à base de ferro <850°C. Isso significa que as ligas à base de níquel podem suportar temperaturas aproximadamente 150°C a 250°C mais altas. Portanto, as pessoas chamam as ligas de níquel de "o coração do motor". Atualmente, em motores avançados, as ligas de níquel representam metade do peso total, não apenas nas pás da turbina e câmaras de combustão, mas também nos discos da turbina e até mesmo nos últimos estágios das pás do compressor. Em comparação com as ligas de ferro, as vantagens das ligas de níquel são: maior temperatura de operação, microestrutura estável, menos fases prejudiciais e excelente resistência à oxidação e corrosão. Em comparação com as ligas de cobalto, as ligas de níquel podem operar em temperaturas e tensões mais altas, especialmente em aplicações de pás rotativas.

As vantagens mencionadas das ligas de níquel estão relacionadas a certas propriedades do próprio níquel. O níquel tem uma estrutura cúbica de face centrada, e sua organização é muitoEstável, não ocorre transformação alotrópica da temperatura ambiente até a alta temperatura; isso é muito importante para a seleção como material de matriz. Como é bem sabido, a estrutura austenítica tem uma série de vantagens sobre a estrutura ferrítica.

O níquel tem alta estabilidade química. Ele mal oxida abaixo de 500 graus Celsius e não é afetado por vapor, água e soluções aquosas de certos sais à temperatura ambiente. O níquel se dissolve muito lentamente em ácido sulfúrico e ácido clorídrico, mas se dissolve muito rapidamente em ácido nítrico.

O níquel tem uma grande capacidade de liga e, mesmo adicionando mais de dez elementos de liga, não resultam fases prejudiciais, o que oferece possibilidades potenciais para melhorar as diversas propriedades do níquel.

Embora as propriedades mecânicas do níquel puro não sejam fortes, sua plasticidade é excelente, especialmente com pouca variação de plasticidade em baixas temperaturas.