יישום של סגסוגות בטמפרטורה גבוהה בתחום התעופה
1. ארבעה רכיבי קצה חמים
סגסוגות בטמפרטורה גבוהה משמשות בעיקר בארבעת הרכיבים החמים של מנועי אוויר:
תא בעירה: תא הבעירה הוא המקור לייצור אנרגיה מכנית. קירות תא הבעירה ותא הבעירה עשויים בעיקר מחומרי סגסוגת בטמפרטורה גבוהה מכיוון שהם צריכים לעמוד בטמפרטורות מעל 800 מעלות. החומר צריך להיות בעל עמידות טובה לעייפות, עמידות חמצון חזקה וביצועי חיתוך טובים.
- להבי טורבינה: להבי טורבינה הם המרכיבים הקריטיים ביותר של מנועי אוויר. להבי טורבינה חייבים לעמוד בטמפרטורות גבוהות וחייבים לעמוד בלחץ צנטריפוגלי גדול, מתח רטט, מתח תרמי וכו'. החומר העיקרי המשמש בייצור להבי טורבינה הוא סגסוגת יצוקה בטמפרטורה גבוהה. נכון לעכשיו, סגסוגות חד-גבישיות בטמפרטורה גבוהה נמצאות בשימוש נרחב בייצור. לסגסוגת זו יש תכונות מתיחה, עמידה, עייפות זחילה, עמידות חמצון ועמידות בפני קורוזיה חמה.
- שבשבת הנחייה: שבשבת המנחה היא רכיב המשמש להתאמת כיוון הזרימה של הגז היוצא מתא הבעירה. זהו אחד החלקים שסובל מההלם התרמי הגדול ביותר במנוע האווירי. לחומר עמידות חמצון בטמפרטורה גבוהה, עמידות טובה לעייפות תרמית ועייפות מכנית, מוליכות תרמית גבוהה ומקדם התפשטות תרמית נמוך.
- דיסק טורבינה: כאשר דיסק הטורבינה פועל, טמפרטורת החישוק מגיעה ל-550-750 מעלות, בעוד שטמפרטורת מרכז הגלגל היא רק כ-300 מעלות, מה שגורם להפרש טמפרטורה גדול על פני כל הרכיב; הוא נושא כוח צנטריפוגלי משמעותי בעת סיבוב; הוא נושא מתחים גדולים במהלך הפעלה וחניה. מחזור עייפות. החומר חייב להיות בעל חוזק גבוה. פלסטיות טובה ועמידות עייפות תרמית טובה.
2. מחברים לתעופה
מוצרי ההידוק העיקריים במנועי מטוסים כוללים סוגים שונים של ברגים, ערימות ברגים עם מפתחות, אומים ננעלים, שרוולי הברגה, פינים, אביזרי צינור ומחברים וכו'.
- ברגים וברגים בטמפרטורה גבוהה ובחוזק גבוה
ברגים וברגים העשויים מחומרים כגון GH4169 הם כיום המחברים הנפוצים ביותר בשימוש בטמפרטורה גבוהה ובחוזק גבוה במנועי תעופה. לאחר טיפול בחום, חוזק המתיחה של חלקים כאלה מגיע ל-σb גדול או שווה ל-1250Mpa, והחוטים של סוג זה של מחברים בעלי חוזק גבוה מעובדים על ידי גלגול חם. טכנולוגיה היא הכיוון של מחקר ופיתוח.
- הדק את הברגים
ברגי טורבינת מנוע וברגי הידוק דקים ברמת דיוק גבוהה הם חלקים מרכזיים נושאי עומס של מנועי אוויר. סוג זה של מחברים מעובד בדרך כלל מחסרי חישול, והחומרים הם בעיקר סגסוגות בטמפרטורה גבוהה וסגסוגות טיטניום. בנוסף לדרישות ביצועים בטמפרטורה גבוהה, חוזק גבוה ודיוק גבוה, לחלקים כאלה יש גם צורות מבניות ודרישות לחלקי פיר דקים. קשיי העיבוד של חלקים מסוג זה נעוצים בעיקר בגלגול חוט חוזק גבוה ובקרת עיוות עיבוד של פירים דקים.
- ערימות בורג נעילה עם מפתחות ושרוולי בורג
ערימות בורג נעילה עם מפתחות ושרוולים מושחלים הם טכנולוגיית חיבור מחברים תעופה שפותחה לאחרונה בשנים האחרונות. טכנולוגיית חיבור זו הופכת בעיקר משיטת החיבור המשולבת המסורתית של חוטי הפרעה ודיסקיות נעילה. זוהי שיטת נעילת מפתח סיכה, מה שהופך את מבנה הנעילה של המכלול לקומפקטי יותר, סביר יותר ואמין יותר במניעת התרופפות.
- אום נעילה עצמית מסגסוגת בטמפרטורה גבוהה
אגוזים ננעלים. בעבר, צורתו של סוג זה של מחברים הייתה פשוטה יחסית, עשויה בעיקר מפלדת סגסוגת ונירוסטה. עם התקדמות מתמשכת של טכנולוגיית מנועי אוויר, רוב האומים הננעלים העצמיים של מחברי המנוע עשויים כעת מחומרי סגסוגת בטמפרטורה גבוהה. צורות עיוות המנעול כוללות שתי נקודות, שלוש נקודות, ארבע נקודות, חריץ ישר, חריץ משופע וצורות סגירה אחרות. התקנים המיושמים כוללים את HB, GJB והתקנים הטכניים המיוחדים של כל דגם שפותח.
אום מיוחד עם נעילה עצמית
עם השיפור ההדרגתי של טכנולוגיית מנועי תעופה וחלל מתקדמים מקומיים וזרים, נחוצים מחברי רוטור ציר אמינים, פשוטים וקלים יותר כדי להדק חלקים על צירים מסתובבים במהירות גבוהה. יחסי הקוטר והעובי של אום נעילה עצמית מיוחד זה על ציר מסתובב במהירות גבוהה הם בדרך כלל 4:1, 6:1 ו-10:1. אזור העיוות הנעילה העצמית של סוג זה של אגוז נעילה עצמי מיוחד הוא קצר, ותהליך הדפוס קשה, מה שמשפיע על החומר. הדרישות לבקרת טיפול בחום, איכות מתכות ויציבות נעילה עצמית הן גבוהות ביותר.
סגסוגות בטמפרטורה גבוהה כגון A286 (GH2132), GH2696, GH3030, inconel718 (GH4169), GH4698, Waspaloy (GH738) הם כולם חומרים נפוצים עבור מחברי תעופה וחלל.
3. רכיבים אחרים
משמש עבור רכיבים כגון מקלטים, טבעות, מבערים, וחירי זנב.
