+۸۶ ۱۷۶۷۳۰۵۷۳۹۱ 
آلیاژ ۷۱۸ فورجینگ - سوپرآلیاژ نیروبخش نسل بعدی توربینها
۲۰۲۵-۱۰-۲۳
هر انقلابی در سیستمهای هوافضا و انرژی - به معنای واقعی کلمه و به صورت مجازی - با نوآوری در مواد به پیش رانده شده است. در میان آلیاژهایی که پیشرفتهترین موتورهای جت و توربینهای گازی امروزی را ممکن میسازند، ... آلیاژ ۷۱۸، گوهر تاج سوپرآلیاژهای پایه نیکل. در شکل آهنگری، به مادهای با یکپارچگی فوقالعاده تبدیل میشود و امکان کارکرد ایمن دیسکها، شفتها و محفظهها را در شرایط غیرقابل تصور فراهم میکند.
آهنگری به عنوان پایه و اساس استحکام
آهنگری، شمش را از طریق گرما و تغییر شکل شدید به یک قطعه تبدیل میکند و ساختار دانهها را در امتداد مسیرهای تنش تراز میکند. برای آلیاژ ۷۱۸ فورجاین فرآیند بسیار مهم است: تخلخل داخلی را از بین میبرد، ریزساختار را همگن میکند و عملکرد خستگی را بهبود میبخشد.
محدوده دمای استاندارد فورج برای فولاد 718 عبارت است از: ۱۷۵۰–۲۰۵۰ درجه فارنهایت (۹۵۵–۱۱۲۰ درجه سانتیگراد)و به دنبال آن عملیات حرارتی انحلالی و پیرسازی انجام میشود. این همافزایی حرارتی-مکانیکی، فرآیند معروف را ایجاد میکند. رسوبات γ′ و γ″ — Ni₃(Al,Ti) و Ni₃Nb — مسئول استحکام قابل توجه و مقاومت خزشی آن هستند.
مزیت متالورژیکی
با ترکیب پایه Ni ~ 52%، Cr ~ 19%، Fe ~ 18% و Nb ~ 5%، آلیاژ 718 به تعادلی از مقاومت در برابر اکسیداسیون، قابلیت ساخت و خواص مکانیکی دمای بالا دست مییابد که در بین اکثر آلیاژها بینظیر است.
اجزای فورج شده 718 معمولاً موارد زیر را نشان میدهند:
-
استحکام تسلیم تا ۱۰۳۰ مگاپاسکال (۱۵۰ کیلوژول بر اینچ مربع)،
-
مقاومت خزشی عالی تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد،
-
استحکام و مقاومت در برابر خستگی حتی پس از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض مواد.
به همین دلیل است که آهنگری آلیاژ 718 به عنوان ... تبدیل شده است. استاندارد برای دیسکهای توربین هوافضا، شفتهای کمپرسور و حلقههای سازهای.
برنامههایی که عصر مدرن را تعریف میکنند
۷۱۸ فورج شده هر جایی که عملکرد مهم باشد، حضور دارد:
-
موتورهای هوافضا - دیسکهای کمپرسور و توربین چرخههای تنش چرخشی و حرارتی بسیار زیادی را تحمل میکنند؛ آهنگریها ریزساختار بدون نقص و قابلیت اطمینان خستگی را تضمین میکنند.
-
توربینهای گازی صنعتی - روتورها و پیچهای آهنگری شده به طور مداوم در دمای ۶۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد کار میکنند و ۱۰۰۰۰۰ ساعت عمر مفید ارائه میدهند.
-
سیستمهای برودتی - شکلپذیری آلیاژ در دماهای پایین، آن را برای پمپهای گاز طبیعی مایع (LNG) و سیستمهای فشردهسازی هیدروژن ایدهآل میکند.
-
بخشهای هستهای و دفاعی — فلنجهای مخازن تحت فشار و پیچهای مهاربندی به پایداری طولانی مدت آلیاژ تحت تابش و تنش بستگی دارند.
کیفیت و کنترل آهنگری
تولید یک قطعه آهنگری بدون نقص ۷۱۸ یک هنر دقیق است. تولیدکنندگان از ... استفاده میکنند. ذوب القایی در خلاء (VIM) به دنبال آن ذوب مجدد قوسی تحت خلاء (VAR) برای به حداقل رساندن اکسیژن و محتوای آخال. نسبتهای آهنگری معمولاً از ۳:۱ بیشتر میشوند تا دانهها اصلاح شده و بافت همتراز شود. بازرسیهای اولتراسونیک و رنگپاش، تمیزی داخلی را تأیید میکنند، در حالی که عملیات محلولسازی + پیرسازی مضاعف، تعادل مکانیکی را بهینه میکنند.
در سالهای اخیر، آهنگری افزودنی به علاوه تولید ترکیبی پدیدار شده است - ترکیبی از توپیهای آهنگری شده ۷۱۸ با الحاقات سوپرآلیاژ چاپ سهبعدی. این رویکرد ضمن حفظ برتری مکانیکی بخشهای آهنگری شده، ضایعات را کاهش میدهد.
فراتر از موتور جت: مرز هیدروژن
علاقه جهانی دوباره به انرژی هیدروژن اهمیت آلیاژ ۷۱۸ را گسترش داده است. توانایی آن در مقاومت در برابر تردی هیدروژنی، آن را به کاندیدای اصلی برای ... تبدیل میکند. شفتهای کمپرسور فشار بالا، محفظههای مهاربندی و فلنجهای مخزن ذخیرهسازیمطالعه مواد پیشران ناسا در سال ۲۰۲۴، آلیاژ ۷۱۸ فورجینگ را به عنوان عامل کلیدی برای توربینهای هیدروژنی نسل بعدی شناسایی کرد - پلی بین متالورژی هوافضا و انرژیهای تجدیدپذیر.
میراث ماندگار
تعداد کمی از مواد با هم ترکیب شدهاند عملی بودن تولید، استقامت مکانیکی و پایداری متالورژیکی به همان اندازه آهنگری ۷۱۸ با موفقیت انجام شد. این فقط یک سوپرآلیاژ دیگر نیست - بلکه سنگ بنای مهندسی با کارایی بالا است.
از قلب آتشین پرههای توربین گرفته تا اعماق برودتی سیستمهای هیدروژنی، آلیاژ ۷۱۸ آنچه را که متالوژیستها همیشه دنبال میکردهاند، مجسم میکند: قدرت کنترلشده در جهانی غیرقابل کنترلداستان آن همچنان در حال تکامل است، زیرا فناوری آهنگری و علم مواد، مرزهای ممکن در انرژی، پرواز و فراتر از آن را جابجا میکنند.