افزايش دماي عملكرد سوپرآلياژها در موتور هاي هواپيمادو بزرگترين سازندة موتور هواپيما در آمريكا يعني كمپاني Whitney & pratt و كمپاني توليد موتور هواپيماي GE، يك تلاش تحقيقاتي وسيع پنجساله را پشتيباني ميكنند. اين پروژه به صورت فايناس جزئي توسط دولت، جهت بهبود قابليت دمايي سوپرآلياژهاي پايه نيكل طراحي شده است.
يك سوپرآلياژ بسيار پرمصرف در صنعت هوافضا، آلياژ N07718 (آلياژ 718) است كه شامل 52 درصد نيكل است. در موتور هواپيماهاي كمپاني GE اين سوپرآلياژ در قسمتهاي گردشي حساس، ايرفويلها، سازههاي نگهدارنده و وسايل تحت فشار استفاده ميشود .
براي مثال سوپرآلياژ 718، 34 درصد از وزن كل موتور CF6 را در برميگيرد. همچنين اين سوپرآلياژ در 56 درصد از قطعات گردشي و سازههاي فورجشده اين كمپاني در سال 2000 استفاده شده است.
سوپرآلياژ 718 از زمان پيدايش آن در سال 1963 به عنوان يك آلياژ مطلوب براي صنعت هوافضا درآمده است. مزاياي كليدي اين سوپرآلياژ عبارتند از: سينتيك رسوب مطلوب، قابليت ريختهگري و جوشكاري بهبوديافته، قيمت كم و توليد آسان است.
دانيلپائولونيز از كمپاني Pratt & Whitney در پانزدهمين سمپوزيوم بينالمللي سوپرآلياژهاي 718، 615 و 706 كه در ژوئن 2001 در پيتسبورگ برگزار شد، گفت: "سوپرآلياژ 718، 57 درصد (يا 760 كيلوگرم) از وزن موتور PW 4000 اين كمپاني را شامل ميشود.'
با اين وجود طراحان قصد دارند كارايي كمپرسور و توربين را با افزايش دماي عملكرد آنها بالا ببرند. بنابراين براي حفظ موقعيت بازار آلياژهاي پايه نيكل لازم است، قابليت دمايي و رفتار شكست وابسته به زمان (خزش) اين آلياژها بهبود پيدا كند. تلاشهاي زيادي در اين رابطه با افزودن كبالت و تانتاليم صورت گرفته كه چندان موفقيتآميز نبوده است.
آقاي اسكفريك ميگويد: "تلاش براي يافتن يك جايگزين مناسب براي سوپرآلياژ 718 با عملكرد دمايي بالا ثابت كرده است كه نميتواند چندان اميدوار كننده باشد.'
اسكفريك و پائولونيز هر دو عقيده دارند كه به منظور تهيه يك سوپرآلياژ دمابالاي مطلوبتر، شرايط مختلفي بايد مورد توجه قرار گيرد. كه شامل استفاده موثر از مواد پيشرفته روزافزون، ابزارهاي مدلسازي فرآيند، مدلهاي فيزيكي مناسب و كنترل رشد ترك وابسته به زمان از جمله آنهاست.
تحليل:
سوپرآلياژها، علاوه بر كاربرد هوافضايي كه در بالا اشاره شد، در توربينهاي گازي در صنعت برق و صنعت نفتوگاز استفاده گستردهاي دارند. مهمترين ويژگي در مورد اين سوپرآلياژها دماي كاركرد و طول عمر آنهاست. در كشورهاي غربي روي افزايش دماي كاركرد سوپرآلياژهاي مذكور تلاشهاي زيادي صورت ميگيرد و حتي مراكز تحقيقاتي خاص اين موضوع در دانشگاههاي مختلف وجود دارد. هر شركتي كه بتواند به طور مثال دماي كاركرد سوپرآلياژي را 50 درجه بالاتر ببرد، بازار آن دسته از سوپرآلياژها را قبضه خواهد كرد.
اگرچه در كشور ما شايد توجيه اقتصادي زيادي در اين زمينه وجود نداشته باشد، ولي بهدليل استرتژيك بودن زمينههاي كاربرد اين سوپرآلياژها و مشكلاتي كه در انتقال دانش فني آنها وجود دارد لازم است مراكزي به صورت هدفمند جهت تحقيق در زمينههاي مورد نياز كشور و پرورش نيروي انساني ماهر بهوجود آيد. حداقل دستاورد اين مراكز ميتواند اين باشد كه ما در خريد محصول يا تكنولوژي از خارج ميتوانيم با اشراف به آن تكنولوژي قدرت چانهزني بيشتري داشته باشيم و با شناخت از بازار و توليدكنندگان در اين زمينه بهترين گزينه را با كمترين هزينة ممكن بدست آوريم.
|
