Anwendung und Eigenschaften von Hochtemperaturlegierungszahnrädern in Gasturbinen

Anwendung und Eigenschaften von Zahnrädern aus Hochtemperaturlegierungen in Gasturbinen

Beim Betrieb der Gasturbine sind die Zahnräder extrem hohen Temperaturen ausgesetzt. Hochtemperaturlegierungswerkstoffe weisen eine hervorragende Warmfestigkeit auf und halten enormen Belastungen bei hohen Temperaturen stand. Beispielsweise können Hochtemperaturlegierungen auf Nickelbasis bei Temperaturen von bis zu 700-1000 Grad noch eine hohe Streckgrenze und Zugfestigkeit beibehalten. Dies liegt daran, dass das Nickelelement und andere Legierungselemente (wie Chrom, Molybdän, Wolfram usw.) in der Legierung eine stabile Festigungsphase bilden, die den Schlupf und die Verformung der Körner bei hohen Temperaturen wirksam verhindern und so dafür sorgen kann, dass die Zahnräder funktionieren unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Beanspruchung nicht übermäßig verformt oder gebrochen werden.
Diese Hochtemperaturfestigkeitseigenschaft ermöglicht den Zahnrädern eine stabile Kraftübertragung, und selbst wenn die Gasturbine über einen längeren Zeitraum läuft oder unter Bedingungen hoher Leistungsabgabe läuft, kann sie immer noch gute mechanische Eigenschaften beibehalten, wodurch eine verringerte Leistungsübertragungseffizienz oder Systemausfälle wirksam vermieden werden verursacht durch Getriebeverformung.

Während des häufigen Anfahrens, Herunterfahrens und Lastwechsels von Gasturbinen unterliegen die Getriebe wiederholten Erwärmungs- und Abkühlungszyklen. Zahnräder aus Hochtemperaturlegierungen weisen eine gute thermische Ermüdungsbeständigkeit auf und können den durch solche thermischen Zyklen verursachten Spannungsänderungen standhalten. Die Mikrostruktur der Legierung ist speziell gestaltet, beispielsweise durch die Zugabe einiger Elemente mit hohem Schmelzpunkt und guter thermischer Stabilität, sodass die innere Struktur des Zahnrads bei starken Temperaturänderungen nicht leicht reißt oder beschädigt wird.
Wenn das Getriebe aus dem Hochtemperatur-Betriebszustand schnell abkühlt oder sich während des Startvorgangs schnell erwärmt, kann die thermische Ermüdungsbeständigkeit sicherstellen, dass das Getriebe aufgrund thermischer Spannungskonzentration nicht vorzeitig ausfällt, wodurch die Zuverlässigkeit der Gasturbinenleistung gewährleistet wird Übertragungssystem.

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