O le uʻamea faʻavevela maualuga e taʻua foʻi o le uʻamea malosi i le vevela. E tusa ai ma le fausaga o le matrix, e mafai ona vaevaeina meafaitino i ni vaega se tolu: uʻamea faʻavae i le nickel ma le chromium. E tusa ai ma le auala e gaosia ai, e mafai ona vaevaeina i le superalloy faʻaleagaina ma le superalloy faʻapala.
O se mea mata e taua tele i le matata o vaalele. O le mea autu lea mo le vaega vevela maualuga o afi gaosi vaalele ma vaalele. E masani ona faʻaaogaina mo le gaosiga o le potu mu, lau turbine, lau taʻiala, compressor ma le turbine disk, pusa turbine ma isi vaega. O le vevela tautua e 600 ℃ - 1200 ℃. E eseese le mamafa ma tulaga o le siosiomaga e faʻaaogaina. E iai manaʻoga faʻapitoa mo meatotino faʻainisinia, faaletino ma vailaʻau o le uʻamea faʻafefiloi. O le mea taua lea mo le faʻatinoga, faʻatuatuaina ma le umi o le ola o le afi. O le mea lea, o le superalloy o se tasi o poloketi suʻesuʻega autu i matata o vaalele ma le puipuiga a le atunuʻu i atunuʻu tau atinaʻe.
O faʻaoga autū o superalloys o:
1. U'amea fa'avevela maualuga mo le potu mu
O le potu mu (e taʻua foʻi o le paipa afi) o le afi turbine vaalele o se tasi o vaega taua e maualuga le vevela. Talu ai ona o le atomization o le suauʻu, le paluina o le suāuʻu ma le kesi ma isi faiga e faia i totonu o le potu mu, o le vevela maualuga i totonu o le potu mu e mafai ona oʻo atu i le 1500 ℃ - 2000 ℃, ma o le vevela o le puipui i totonu o le potu mu e mafai ona oʻo atu i le 1100 ℃. I le taimi lava e tasi, e tauaveina foʻi le faʻalavelave faʻavevela ma le faʻalavelave kesi. O le tele o afi e maualuga le fua faatatau o le tulei/mamafa e faʻaaogaina potu mu e pei o ni annular, e puʻupuʻu le umi ma maualuga le gafatia o le vevela. O le vevela maualuga i totonu o le potu mu e oʻo atu i le 2000 ℃, ma o le vevela o le puipui e oʻo atu i le 1150 ℃ pe a uma ona faʻamaluluina i le kesi poʻo le ausa. O le tele o suiga o le vevela i le va o vaega eseese o le a mafua ai le faʻalavelave faʻavevela, lea o le a siʻitia ma paʻuʻū tele pe a suia le tulaga galue. O le a aʻafia le meafaitino i le teʻi faʻavevela ma le avega o le vaivai faʻavevela, ma o le a i ai le faʻalavelave, māvaevae ma isi mea sese. I se tulaga lautele, o le potu mu e faia i le uʻamea faʻapipiʻi, ma o manaʻoga faʻapitoa e aoteleina e pei ona taua i lalo e tusa ai ma tulaga tautua o vaega patino: e iai sona teteʻe atu i le faʻamaʻiina ma le teteʻe atu i le ele o le kesi i lalo o tuutuuga o le faʻaaogaina o le uʻamea faʻapipiʻi ma le kesi i le vevela maualuga; e iai sona malosi vave ma le tumau, faʻatinoga o le vaivai o le vevela ma le maualalo o le faʻalauteleina; e lava lona plasticity ma le gafatia o le weld e faʻamautinoa ai le faʻagasologa, fausiaina ma le fesoʻotaʻi; e iai lona mautu lelei i lalo o le taamilosaga vevela e faʻamautinoa ai le faʻagaoioiga faʻatuatuaina i totonu o le olaga tautua.
a. MA956 u'amea fa'apipi'i u'amea
I le amataga, o le laminate porous na faia i le pepa uʻamea HS-188 e ala i le faʻapipiʻiina o le diffusion ina ua uma ona pueina ata, vaneina, faʻapipiʻiina ma tuʻi. O le vaega i totonu e mafai ona faia i se auala faʻamālūlū lelei e tusa ai ma manaʻoga o le mamanu. O lenei fausaga faʻamālūlū e naʻo le 30% o le kesi faʻamālūlū o le faʻamālūlūina masani e manaʻomia, lea e mafai ona faʻaleleia atili ai le lelei o le taʻamilosaga vevela o le afi, faʻaitiitia le gafatia moni o le vevela o le mea o le potu mu, faʻaitiitia le mamafa, ma faʻateleina le fua faatatau o le mamafa-toso. I le taimi nei, e manaʻomia pea ona faʻaaogaina le tekinolosi autu aʻo leʻi faʻaaogaina. O le laminate porous e faia i le MA956 o se tupulaga fou o mea o le potu mu na faʻalauiloa mai e le Iunaite Setete, lea e mafai ona faʻaaogaina i le 1300 ℃.
b. Fa'aaogāina o mea fa'apipi'i seramika i totonu o le potu mu
Ua amata ona faʻamaonia e le Iunaite Setete le talafeagai o le faʻaaogaina o keramika mo turbine kesi talu mai le 1971. I le 1983, o nisi o vaega o loʻo aʻafia i le atinaʻeina o mea faʻaonaponei i le Iunaite Setete ua latou faʻatulagaina se faasologa o faʻailoga o le faʻatinoga mo turbine kesi e faʻaaogaina i vaalele faʻaonaponei. O nei faʻailoga o: faʻateleina le vevela o le turbine i le 2200 ℃; Faʻagaoioia i lalo o le tulaga mu o le fuafuaina o vailaʻau; Faʻaitiitia le mafiafia e faʻaaogaina i nei vaega mai le 8g/cm3 i le 5g/cm3; Faʻaleaogaina le faʻamālūlūina o vaega. Ina ia ausia nei manaʻoga, o mea na suʻesuʻeina e aofia ai le graphite, metal matrix, ceramic matrix composites ma intermetallic compounds faʻaopoopo i ceramics e tasi le vaega. O ceramic matrix composites (CMC) e iai nei faʻamanuiaga:
E laʻititi tele le fua faʻalauteleina o le mea seramika nai lo le nickel-based alloy, ma e faigofie ona sae ese le ufiufi. O le faia o mea tuʻufaʻatasi seramika ma le uʻamea felanulanuaʻi e mafai ona foia ai le faʻaletonu o le flaking, o le itu lea e atiina ae ai mea o le potu mu. E mafai ona faʻaaogaina lenei mea ma le 10% - 20% o le ea malulu, ma o le vevela o le uʻamea tua e naʻo le 800 ℃, ma o le vevela o le tauaveina o le vevela e maualalo tele nai lo le divergent cooling ma le film cooling. O le cast superalloy B1900+ceramic coating protective tile e faʻaaogaina i le afi V2500, ma o le itu e atiina ae ai o le suia lea o le B1900 (faʻatasi ai ma le uʻamea ufiufi) tile i le SiC-based composite poʻo le anti-oxidation C/C composite. O le seramika matrix composite o le mea e atiina ae ai le potu mu o le afi ma le fua faatatau o le mamafa o le thrust o le 15-20, ma o lona vevela tautua e 1538 ℃ - 1650 ℃. E faʻaaogaina mo le flame tube, floating wall ma le afterburner.
2. U'amea fa'avevela maualuga mo le turbine
O le lau o le turbine aero-engine o se tasi o vaega e tauaveina le avega sili ona ogaoga o le vevela ma le siosiomaga galue sili ona leaga i totonu o le aero-engine. E tatau ona tauaveina le mamafa tele ma faigata i lalo o le vevela maualuga, o lea e matua faigata ai ona manaʻomia mea. O superalloys mo lau o le turbine aero-engine e vaevaeina i:
a. Fa'a'au'au vevela maualuga mo le ta'iala
O le deflector o se tasi o vaega o le afi turbine e sili ona aʻafia i le vevela. A tupu se mu e le tutusa i totonu o le potu mu, e tele le avega faʻavevela o le vane taʻiala muamua, o le mafuaʻaga autu lea o le faʻaleagaina o le vane taʻiala. O lona vevela tautua e tusa ma le 100 ℃ maualuga atu nai lo le lau o le turbine. O le eseesega o vaega tumau e le afaina i avega faʻamasini. E masani lava, e faigofie ona mafua ai le atuatuvale o le vevela, faʻalavelave, malepe o le vaivai o le vevela ma le mu i le lotoifale e mafua mai i le suiga vave o le vevela. O le uʻamea taʻiala vane e tatau ona i ai uiga nei: malosi maualuga i le vevela, faʻatinoga tumau o le totolo ma le lelei o le vaivai o le vevela, teteʻe maualuga i le faʻamaʻi ma le faʻatinoga o le ele o le vevela, teteʻe i le atuatuvale o le vevela ma le gatete, gafatia e punou ai le faʻaleagaina, lelei le faʻatinoga o le faʻagasologa o le faʻapala ma le mafai ona faʻapipiʻi, ma le faʻatinoga o le puipuiga o ufiufi.
I le taimi nei, o le tele o afi fa'aonaponei e maualuga le fua fa'atatau o le tulei/mamafa e fa'aaogaina lau fa'aputu gaogao, ma ua filifilia ai superalloys fa'avae i le nickel e fa'asino i le itu ma le tasi le tioata. O le afi e maualuga le fua fa'atatau o le tulei-mamafa e maualuga lona vevela i le 1650 ℃ - 1930 ℃ ma e mana'omia ona puipuia e se ufiufi fa'amafanafana. O le vevela tautua o le u'amea fa'aputu lau i lalo o tulaga fa'amālūlūina ma le puipuiga o le ufiufi e sili atu i le 1100 ℃, lea e fa'alauiloa ai mana'oga fou ma maualuga mo le tau o le mafiafia o le vevela o le mea o le lau ta'iala i le lumana'i.
b. Superalloys mo lau turbine
O lau o le turbine o vaega autū ia e feliuliua'i ai le vevela o afi eletise. O lo latou vevela fa'agaoioia e 50 ℃ - 100 ℃ e maualalo ifo nai lo lau ta'iala. E tele naua le fa'alavelave fa'a-centrifugal, fa'alavelave gatete, fa'alavelave vevela, fa'amamago o le ea ma isi aafiaga pe a feliuliua'i, ma e leaga fo'i tulaga fa'agaoioia. O le umi e fa'agaoioia ai vaega vevela o le afi ma le fua fa'atatau maualuga o le tulei/mamafa e sili atu i le 2000h. O le mea lea, o le u'amea fa'apipi'i lau o le turbine e tatau ona i ai le tete'e maualuga i le totolo ma le malosi o le malepe i le vevela fa'agaoioia, lelei meatotino atoatoa o le vevela maualuga ma le feololo, e pei o le vaivai o le ta'amilosaga maualuga ma le maualalo, vaivai o le malulu ma le vevela, lava le palasitika ma le malosi o le a'afiaga, ma le lagona o le notch; Tete'e maualuga i le oxidation ma le tete'e i le ele; Lelei le fa'agaoioiga o le vevela ma le maualalo o le coefficient o le fa'alauteleina laina; Lelei le fa'atinoga o le fa'agasologa o le fa'apala; Mautu le fausaga mo se taimi umi, leai se TCP phase precipitation i le vevela fa'agaoioia. O le u'amea fa'aoga e ui atu i vaega e fa; O fa'aoga u'amea fa'aleagaina e aofia ai le GH4033, GH4143, GH4118, ma isi; O le fa'aoga o le u'amea fa'apala e aofia ai le K403, K417, K418, K405, auro fa'ama'a'a fa'asino DZ4, DZ22, u'amea tioata e tasi le DD3, DD8, PW1484, ma isi. I le taimi nei, ua atia'e i le tupulaga lona tolu o u'amea tioata e tasi. O le u'amea tioata e tasi le DD3 ma le DD8 a Saina e fa'aaogaina i turbines, afi turbofan, helikopa ma afi va'a a Saina.
3. U'amea fa'avevela maualuga mo le tisiketi turbine
O le tisiki turbine o le vaega e sili ona mamafa i le viliina o le afi turbine. O le vevela o le fa'agaoioiga o le flange o le afi ma le fua fa'atatau o le mamafa o le 8 ma le 10 e o'o atu i le 650 ℃ ma le 750 ℃, ma o le vevela o le ogatotonu o le uili e tusa ma le 300 ℃, fa'atasi ai ma se eseesega tele o le vevela. I le taimi o le vili masani, e fa'agaoioi ai le lau e vili i le saoasaoa maualuga ma tauaveina le malosi sili ona maualuga o le centrifugal, le mamafa o le vevela ma le mamafa o le gatete. O amataga ma taofi ta'itasi o se ta'amilosaga, ogatotonu o le uili. O le fa'a'ī, le pito i lalo o le alavai ma le pito i lalo e tauaveina uma ni mamafa eseese. E mana'omia le u'amea e iai le malosi sili ona maualuga, le malosi o le a'afiaga ma leai se lagona o le notch i le vevela tautua; Maualalo le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le laina; Tete'e atu i le oxidation ma le ele; Lelei le fa'atinoga o le tipiina.
4. U'amea fa'apitoa mo le ea
O le superalloy i le afi roketi vai e faʻaaogaina o se panela tuiina suauu o le potu mu i totonu o le potu tulei; tulilima pamu turbine, flange, faʻamau uili graphite, ma isi. O le uʻamea vevela maualuga i le afi roketi vai e faʻaaogaina o se panela tuiina o le potu suauu i totonu o le potu tulei; tulilima pamu turbine, flange, faʻamau uili graphite, ma isi. O le GH4169 e faʻaaogaina o se mea e fai ai le rotor turbine, au, lima au, faʻamau ma isi vaega taua o le uʻamea.
O meafaitino o le rotor turbine o le afi roketi vai Amerika e aofia ai le paipa e ulufale ai, lau turbine ma le tisiketi. O le GH1131 alloy e masani ona faʻaaogaina i Saina, ma o le lau turbine e faʻalagolago i le vevela o le galuega. E tatau ona faʻaaogaina faʻasolosolo Inconel x, Alloy713c, Astroloy ma Mar-M246; O meafaitino o le tisiketi uili e aofia ai le Inconel 718, Waspaloy, ma isi. O turbine tuʻufaʻatasi GH4169 ma GH4141 e masani ona faʻaaogaina, ma e faʻaaogaina le GH2038A mo le au o le afi.