| Acél Thinidur | |
|---|---|
| Kémiai összetétel | |
| Fe - 51% Ni - 30% Cr - 15% Ti - 2% Mn - 0,8% Si - 0,8% C - 0,13% Szennyeződések: 0,27% | |
| ötvözet típusa | |
| Ausztenites acél | |
| Mechanikai tulajdonságok | |
| hőálló ötvözet | |
| Fizikai tulajdonságok | |
| Sűrűség | 7,92 g/ cm3 |
| Szakítószilárdság 800 °C-on | 245 MPa |
| Szakítószilárdság 600 °C-on | 600 MPa |
| Kúszási határ (1% 300 óra alatt) 600 °C-on | 430 MPa |
| Analógok | |
| A286 | |
Tinidur ( it. tinidur - kezdőbetűkkel titán + nikkel + erős) - ausztenites osztályú hőálló acél, amelyet 1936 -ban Németországban fejlesztettek ki G. Bandel G. Bandel és K. Gebhardt K. Gebhard kohászmérnökök - a gyár alkalmazottai. Krupp kutatási osztálya - Friedrich Krupp , Wulfrat [1] .
Németországban a DVL Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt Repülési Központ 1935-1936-ban megkezdte a különféle anyagok hőállóságának szisztematikus tanulmányozását . Az ezen a területen a repülőgép-hajtóművek turbófeltöltőivel kapcsolatos kutatások megalapítója Franz Bollenrath Franz Bollenrath , a Repülési Anyagok Intézetének (Inst. für Werkstoff-Forschung der DVL) igazgatója az 1940-es években [2] .
Az acél Tinidur az eredeti változatban az R-193 jelzést viselte. Az acél magas hőmérsékleten történő keményedését ( kúszásállóság ) hőálló karbidok diszpergált csapadékával kellett volna biztosítani , amelyhez szenet (0,5%) és titánt (2%) vittek be az acélkompozícióba. Később kiderült, hogy a Ni 3 Ti intermetallikus vegyület diszpergált csapadéka miatt a kicsapásos keményedés szén hiányában is megtörténik. Ezt követően a széntartalom 0,1%-ra csökkent. Ennek az acélnak egy továbbfejlesztett változata a Tinidur volt. 4-5 év elteltével hasonló helyzet Angliában megismétlődött a " nimonic " hőálló nikkelötvözet kifejlesztése során, amelynek kúszásállóságát szintén a titán-karbidok diszpergált csapadéka miatt lehetett elérni [3] [4 ] . Végül kiderült, hogy az anyag magas hőmérsékletű szilárdsága a Ni 3 (Ti,Al) intermetallikus vegyület diszpergált csapadékának köszönhető.
Német ausztenites hőálló acélok kémiai összetétele Tinidur [5]| Acél minőség |
%C | %Mn | %Si | Ni | % Cr | %Mo | Ti | % Al | % egyéb tételek |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| P-193 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | harminc | harminc | - | 2 | - | Fe-bázis |
| Tinidur | 0,12-0,14 | 0,6-1,0 | 0,6-1,0 | 29,0-31,0 | 14,5-15,5 | - | 1,8-2,2 | 0.2 | Fe-bázis |
| A286 | 0,05 | 1.35 | 0,55 | 25 | tizenöt | 1.25 | 2.0 | 0.2 | 0,3V |
Ötvözőelemek kijelölése ausztenites acélokban Tinidur: Ni - megerősíti és stabilizálja az ausztenites szerkezetet, gamma-primer fázist képez és megakadályozza a nem kívánt fázisok kialakulását. Cr - ellenáll a gázkorróziónak és erősíti a szilárd oldatot. A Ti és az Al a fő elemek, amelyek biztosítják az ötvözet csapadékos keményítését. Az acélt 1125 °C-ról vízbe hűtötték és 750 °C-on öregítették. Megfelelően megválasztott hőkezeléssel az intermetallikus fázis Ni 3 (Ti, Al) diszpergált kristályai elválnak az ausztenites mátrixtól.
1937 -ben a német tervező , von Ohain a Tinidurt választotta a hőfeszített szerkezeti alkatrészek gyártásához, és elkezdte fejleszteni az első HeS sugárhajtóművet (német) a He 178- as repülőgépekhez [6] .
1939-re a tervezők Anselm Franz Anselm Franz , Otto Mader Otto Mader és a főkohász, Heinrich Adenstedt Heinrich Adenstedt , a magdeburgi Junkers cég (Junkers Motorenbau) motoros részlegétől, a Németországban elérhető anyagok összehasonlító vizsgálatainak eredményei szerint, a Tinidur hőálló acélt választotta a Jumo-004 motor lapátjainak és turbinatárcsájának legjobb anyagának 600-700°C-os üzemi hőmérsékleten [7] .
Már a korai tesztek kimutatták, hogy még az azonos pengék is nagy eltéréseket mutatnak a tartósságban. 1943-ra a dessaui Junkers Motorenbau anyagosztálya megoldotta a Tinidur acélból készült kovácsolt pengék teljesítményjellemzői megbízhatóságának és stabilitásának problémáját a pengegyártási folyamat, elsősorban magának a kovácsolási folyamatnak a gondos ellenőrzésével. Később a Tinidur acéllemez hegeszthetetlensége miatt egy mélyhúzási eljárást fejlesztettek ki, amelyben egy vékony lapos korong szolgált üreges penge nyersanyagaként. A gyártás munkaintenzitása szerint az üreges pengék gazdaságosabbnak bizonyultak, mint a monolitok [8] .
Hogy elkerülje a 30 százalékos nikkelt tartalmazó összetételt, a Krupp kifejlesztette a hőálló hegeszthető acélt, a Chromadurt. A mélyhúzással összehasonlítva előnyösebbnek bizonyult a Chromadur acélból készült hajlékony lapos lap üreges pengéjének előállításának technológiája, majd a munkadarabnak a hátsó él mentén történő hegesztése. Ennek eredményeként a Chromadur üreges pengék nagyobb megbízhatóságot mutattak a Tinidur acélból készültekhez képest, még az előbbi alacsonyabb kúszási ellenállása ellenére is [8] .
1943-ra, az ötvözőelemek növekvő hiánya miatt, a Jumo-004В motor sorozatos módosításának gyártására készülve, a Krupp több hőálló, gazdaságos ötvözésű acélt fejlesztett ki, köztük a Chromadurt és a Vanidurt. A pengékhez és fúvókákhoz szánt Hromadur acélban a nikkelt mangánra cserélték, ami a nikkelhez hasonlóan kiterjeszti a gamma-szilárd oldat tartományát. Az ötvözet vízkőállóságának egy ilyen csere által okozott csökkenését részben kompenzálja a szilíciumtartalom. A második acélban, amelyet turbina rotortárcsák gyártására szánnak, az eredeti minőség Krupp V2A-ED, a wolfram (1% W) helyére vanádium (1% V). Sinidur acél - keményfém és intermetallikus edzéssel. Ezen acélok összetételét a táblázat tartalmazza.
Német ausztenites hőálló acélok kémiai összetétele - Tinidur helyettesítői 600-700 °C üzemi hőmérsékleten| Acél minőség |
%C | %Mn | %Si | Ni | % Cr | %Mo | %W | Ti | % Al | % egyéb tételek |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cromadur | 0,09-0,12 | 17,5-18,5 | 0,55-0,7 | - | 11,0-14,0 | 0,7-0,8 | - | - | - | V 0,60-0,70 0,18-0,23 N 2 |
| Vanidur | 0.1 | 0,2-0,4 | 0,3-0,6 | 10,0-11,0 | 17,0-18,0 | - | - | 0,5-0,7 | - | 1%V |
| Sinidur | 0,25 | - | - | 24 | 19 | 2.0 | 1.0 | 2,2-3,0 | 1.0 | - |
Az 1940-es évek végén az Egyesült Államokban Gunter Mohling Gunter Mohling [9] , az Allegheny Ludlum Steel Corp. kutatási igazgatóhelyettese vezetésével. A Tinidur acél továbbfejlesztett változata készült, A286 néven. Az A286 acél molibdén hozzáadásával és egyes elemek finomított tartalmával különbözik az eredeti Tinidurtól. A molibdén (1,3%) célja a hornyolt próbatestek plaszticitásának növelése emelt hőmérsékleten. Először 1950-ben használták turbinatárcsák, később turbinaházak, utóégető erőelemek , gázturbinák és kompresszorok lapátjai és tárcsái gyártására. A turbinatárcsák gyártásában az 1960-as évek közepén az Inkaloy 901 (IN901) nikkel-vas ötvözetre cserélték. A különböző A286 acél félkész termékek kibocsátását az Egyesült Államokban egyszerre öt kohászati vállalat végezte: Allegheny Ludlum, Carpenter Technology, Republic Steel / Special Metalls Division, Superior Tube, Universal Cyclopes, ami jelzi annak mértékét. az amerikai légi rakétaiparban való felhasználás.
A Cromadur ötvözetet az USA-ban gyártották AF-71 jelzéssel. Különösen az Allegheny Ludlum AF-71 gázturbinás hajtóművek alkatrészeihez, rakétákhoz, repülőgépváz-elemekhez [10] .