Eigenschaften von Hochtemperaturlegierungsmaterialien

Die unterschiedlichen Abbauraten von Materialien in Hochtemperaturumgebungen werden beschleunigt, was zu instabiler Mikrostruktur, Verformung und Risswachstum unter Temperatur und Belastung sowie Oxidationskorrosion der Materialoberfläche während des Gebrauchs führt.
1. Hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit
Die Hochtemperatur- und Korrosionsbeständigkeitseigenschaften von Hochtemperaturlegierungen hängen hauptsächlich von ihrer chemischen Zusammensetzung und Organisationsstruktur ab. Am Beispiel der Superlegierung GH4169 auf Nickelbasis lässt sich erkennen, dass der Niobgehalt in der Legierung GH4169 hoch ist und der Grad der Niobseigerung in der Legierung in direktem Zusammenhang mit dem metallurgischen Prozess steht. Die GH4169-Matrix ist eine Ni-Gr-Mischkristalllösung, die einer hohen Temperatur von etwa 1000 Grad standhalten kann, wenn der Massenanteil von Ni mehr als 50 Prozent beträgt, ähnlich der amerikanischen Marke Inconel 718. Die Legierung besteht aus Matrixphase δ-Phase, Karbid, und Stärkungsphase ' und ″ Phasenzusammensetzung. Die chemischen Elemente und die Matrixstruktur der GH4169-Legierung zeigen ihre starken mechanischen Eigenschaften, mit einer um ein Vielfaches besseren Streckgrenze und Zugfestigkeit als 45er-Stahl und einer besseren Plastizität als 45er-Stahl. Die stabile Gitterstruktur und eine Vielzahl von Verstärkungsfaktoren sorgen für hervorragende mechanische Eigenschaften.
2. Hohe Verarbeitungsschwierigkeiten
Aufgrund der komplexen und rauen Arbeitsumgebung spielt die Integrität der bearbeiteten Oberfläche von Hochtemperaturlegierungen eine entscheidende Rolle für deren Leistung. Allerdings handelt es sich bei Superlegierungen typischerweise um schwer zerspanbare Werkstoffe. Ihre mikroverstärkten Artikel weisen eine hohe Härte, eine starke Kaltverfestigung sowie eine hohe Scherspannungsbeständigkeit und eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Die Schnittkraft und Schnitttemperatur im Schnittbereich sind hoch. Bei der Bearbeitung treten häufig Probleme wie eine geringe Qualität der bearbeiteten Oberfläche und sehr schwerwiegende Werkzeugschäden auf. Unter allgemeinen Schneidbedingungen kann die Oberfläche von Hochtemperaturlegierungen übermäßige Probleme wie gehärtete Schichten, Eigenspannungen, weiße Schichten, schwarze Schichten und Kornverformungsschichten erzeugen.