۰۲۱-۲۲۳۶۱۰۵۳
GTD-111 یک سوپرآلیاژ پایه نیکل مقاوم سازی شده با رسوب است که به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی و خستگی در دماهای بالا شناخته شده است. از این آلیاژ در ساخت قطعات دوار قسمت داغ توربین های گاز استفاده میشود. این قطعات در معرض محیط های عملیاتی فشار و دما بالا قرار میگیرند که منجر به خزش، اکسیداسیون و خستگی قطعات میشود.
GTD-111 اصلاحشده René 80 و IN738LC است و حاوی عناصر نسوز مانند Mo، W، Ta، Cr و Co برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی داغ است.
این آلیاژ استحکام خود را از رسوب ذرات فاز گاما پرایم (γ’) میگیرد. همچنین حاوی عناصر دیگری مانند Mo، W، Ta، Cr و Co است که برای بهبود خواص دمای بالای آن، به ویژه مقاومت در برابر خوردگی داغ، اضافه میشوند.
ترکيب شيميايی
| Nickel Ni Balance |
Chromium Cr 14.00 |
Cobalt Co 9.50 |
Titanium Ti 4.90 |
Tungsten W 3.80 |
Aluminium Al 3.00 |
| Tantalum Ta 2.80 |
Molybdenum Mo 1.60 |
Zirconium Zr 1.60 |
Carbon C 0.10 |
Boron B 0.012 |
ویژگی های کلیدی
استانداردها
| نامهای دیگر | ASTM | AMS | UNS | EN Chemical Designation | EN Numeric Designation (DIN) | AISI |
| E139 | 10088 |
خواص مکانیکی
| سختی (HRB) | مدول الاستیک (GPa) | درصد تغییر طول در 50 میلیمتر (2 اینچ) | استحکام تسلیم (MPa) | استحکام کششی (MPa) |
| 230 | 200 | 8 | 1310 | 1310 |
خواص فیزیکی
| چگالی (3g/cm) | مقاومت الکتریکی (n.Ωm) | نقطه ذوب (ºC) | (J/Kg.°C) ظرفیت گرمایی ویژه |
| 8.17 | – | – | – |
مقاومت به خوردگی
| تیزاب سلطانی | هیدروژن سولفید )H2S( |
اسید فرمیک )HCOOH( |
اسید استیک )CH3COOH( |
کلر (–Cl) |
آب دریا (NaCl 3.5%) |
اسید نیتریک (HNO3) |
اسید فسفریک (H3PO4) |
اسید هیدروفلوئوریک (HF) |
اسید هیدروکلریک (HCl) |
اسید سولفوریک (H2SO4) |
|
| ضعیف | خوب | متوسط | متوسط | ضعیف | خوب | خوب | متوسط | ضعیف | ضعیف | ضعیف | |
خواص حرارتی و اکسیداسیون
| حداکثر دمای کاری ºC | ضریب هدایت حرارتی (W/m.K) | ضریب انبساط حرارتی (m.K/µm) | |
| پیوسته
880 |
ناپیوسته
1000 |
|
|
ریخته گری
این آلیاژ میتواند به اشکال مختلف ریختهگری شود و انجماد در قالب انجام شود. این ریخته گری میتواند شامل ذوب القایی در خلاء (VIM) یا ذوب مجدد قوسی در خلاء (VAR) برای اطمینان از خلوص بالا و کنترل فرآیند انجماد باشد. GTD-111 اغلب با استفاده از تکنیکهای انجماد جهتدار (DS)، مانند روش بریجمن، برای ایجاد ساختار دانهای ستونی یا حتی اجزای تک کریستالی تولید میشود. این فرآیند شامل کنترل دقیق جهت استخراج گرما برای تراز کردن دانهها و به حداقل رساندن مرزهای دانه است که میتواند استحکام دمای بالا و مقاومت خزش را بهبود بخشد.
عملیات حرارتی
همگنسازی
این عملیات با هدف حل کردن رسوبات درشت γ’ و کاهش جدایش شیمیایی که در حین انجماد رخ میدهد، انجام میشود. این کار معمولاً شامل گرم کردن آلیاژ تا دمای بالا (مثلاً 1200 درجه سانتیگراد) برای مدت زمان مشخص و به دنبال آن خنک کردن است.
عملیات حرارتی محلولی
این فرآیند با حل کردن برخی از رسوبات γ’ و آمادهسازی آلیاژ برای پیرسازی بعدی، ریزساختار را بیشتر اصلاح میکند. این فرآیند اغلب در دمایی پایینتر از همگنسازی انجام میشود.
پیرسازی
مرحله آخر شامل پیرسازی در دمای پایینتر برای افزایش رسوب ذرات ریز و تقویتکننده γ’ است. این سختسازی رسوبی، مکانیسم کلیدی برای افزایش استحکام در دمای بالا و مقاومت به خزش آلیاژ است.
عملیات حرارتی جوانسازی
برای بازیابی خواص اجزای GTD-111 پیر شده یا استفاده شده استفاده میشود. این فرآیند اغلب شامل یک عملیات حرارتی محلولی و به دنبال آن پیرسازی است.