Definição e Propriedades para Liga de Alta Temperatura

Definição de liga de alta temperatura

Liga de alta temperatura refere-se a um tipo de material metálico baseado em ferro, níquel e cobalto que pode operar em altas temperaturas acima de 600°C e sob certa tensão por um longo período; e possui alta resistência a altas temperaturas, boas propriedades de anti-oxidação e anti-corrosão, bom desempenho de fadiga, tenacidade à fratura e outras propriedades abrangentes. As ligas de alta temperatura têm uma estrutura de austenita única e apresentam boa estabilidade estrutural e confiabilidade de serviço em várias temperaturas.

Com base nas características de desempenho acima e no alto grau de liga dos ligas de alta temperatura, elas também são chamadas de 'superligas' e são um material importante amplamente utilizado na aviação, aeroespacial, petróleo, indústria química e navios. De acordo com os elementos da matriz, as ligas de alta temperatura são divididas em ligas à base de ferro, ligas à base de níquel, ligas à base de cobalto e outras ligas de alta temperatura. A temperatura de serviço das ligas de alta temperatura à base de ferro geralmente só pode atingir 750~780°C. Para peças resistentes ao calor usadas em temperaturas mais altas, são utilizadas 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 os componentes mais quentes dos motores a jato de aviação e várias turbinas a gás industriais.

Propriedades da liga de alta temperatura

Várias taxas de degradação dos materiais são aceleradas em ambientes de alta temperatura. Durante o uso, a instabilidade do tecido, deformação e crescimento de fissuras sob a ação da temperatura e estresse, e corrosão oxidativa da superfície do material são propensas a ocorrer.

1. Resistência a alta temperatura e resistência à corrosão

A resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão e outras propriedades das ligas de alta temperatura dependem principalmente de sua composição química e estrutura organizacional. Tomando a liga de alta temperatura à base de níquel GH4169 como exemplo, pode-se ver que o teor de nióbio na liga GH4169 é alto, e a segregação de nióbio na liga está diretamente relacionada ao processo metalúrgico. A matriz da GH4169 é uma solução sólida Ni-Gr, e a fração em massa de Ni contendo mais de 50% pode ser tolerada. A uma alta temperatura de cerca de 1 000°C, é semelhante à marca americana Inconel718. A liga é composta pela fase matriz γ, fase δ, carboneto e fases de endurecimento γ' e γ″. Os elementos químicos e a estrutura da matriz da liga GH4169 mostram suas fortes propriedades mecânicas. A resistência ao escoamento e a resistência à tração são várias vezes melhores do que o aço 45, e a plasticidade também é melhor do que o aço 45. A estrutura de rede estável e um grande número de fatores de endurecimento contribuem para suas excelentes propriedades mecânicas.

2. Alta dificuldade de processamento

Devido ao seu ambiente de trabalho complexo e severo, a integridade da superfície processada de ligas de alta temperatura desempenha um papel muito importante em seu desempenho. No entanto, as ligas de alta temperatura são tipicamente materiais difíceis de usinar. Elas têm alta microdureza, severo encruamento, alta resistência ao cisalhamento e baixa condutividade térmica. A força de corte e a temperatura de corte na área de corte são altas, o que ocorre frequentemente durante o processamento. A qualidade da superfície usinada é baixa e a ferramenta é severamente danificada. Em condições normais de corte, a camada superficial da liga de alta temperatura produzirá problemas excessivos, como camada endurecida, tensão residual, camada branca, camada preta e camada de deformação de grão.