تعد سبائك درجات الحرارة العالية مكونًا أساسيًا في صناعة الطيران ، ويستخدم عادة في المحركات والتوربينات ومعدات توليد الطاقة. يجب أن تكون هذه الأنواع من السبائك قادرة على تحمل درجات الحرارة القصوى والبيئات القاسية. في هذه المقالة ، سوف نستكشف خصائص السبائك عالية الحرارة وكيفية استخدامها في الظروف القاسية.
تم تصميم سبائك درجات الحرارة العالية لتحمل درجات حرارة عالية أعلى من 500 ℃ ، وتستخدم في البيئات التي تذوب فيها المعادن العادية بسرعة أو تصبح عرضة للغاية للحرارة الشديدة. يتم استخدام هذه السبائك في تطبيقات مثل القسم الساخن من محركات التوربينات وأنظمة العادم في الطائرات ومواد الدرع الحراري المستخدمة لاستكشاف الفضاء.
المعادن الأكثر شيوعًا المستخدمة في سبائك درجات الحرارة العالية هي النيكل والحديد والتيتانيوم ، بسبب قوتها ، ومقاومة الأكسدة ، والتآكل. كما تستخدم المعادن الأخرى مثل الكوبالت والكروم لخصائصها الفريدة. يتم تصنيف هذه السبائك عمومًا إلى ثلاث فئات بناءً على محتواها المعدني الأساسي: السبائك المستندة إلى النيكل ، والسبائك القائمة على الحديد ، والسبائك القائمة على التيتانيوم.
السبائك القائمة على النيكل هي السبائك الأكثر شيوعًا في درجات الحرارة العالية ومعروفة بمقاومتها المتميزة لدرجات الحرارة المرتفعة والتآكل والزحف. تحتوي السبائك المستندة إلى النيكل على خصائص تجعلها مثالية للبيئات المتطرفة مع تغييرات في درجات الحرارة المتكررة ، بما في ذلك الصدمة الحرارية. إنها المادة الأساسية المستخدمة في أجزاء محرك التوربينات ، بما في ذلك الشفرات والاحتراق وأنظمة العادم.
السبائك القائمة على الحديد ليست شائعة مثل السبائك القائمة على النيكل ولكن لا تزال تستخدم في بعض التطبيقات. وهي معروفة بمقاومتها الممتازة للأكسدة والتآكل والزحف. يتم استخدام السبائك القائمة على الحديد في محركات التوربينات الغازية وأنظمة العادم.
سبائك التيتانيوم هي أقوى السبائك ذات درجة الحرارة العالية ولديها مقاومة جيدة للحرارة. يتم استخدامها في التطبيقات التي تكون فيها القوة عاملًا مهمًا ، مثل شفرات ضاغط المحرك النفاثة. السبائك القائمة على التيتانيوم مناسبة للاستخدام في البيئات ذات مستويات الأكسجين المنخفضة ، مثل استكشاف أعماق البحار.
تتضمن عملية تصنيع السبائك ذات درجة الحرارة العالية خلطًا دقيقًا للمساحيق المعدنية ، والضغط على المسحوق في موت ، وتسخين الموت في فرن فراغ. وتسمى هذه العملية التلبد ، وتشكل كتلة صلبة من المعدن ، والتي تتم معالجتها بشكل أكبر في أشكال وأحجام مختلفة. بعد التلبد ، عادة ما تكون الكتلة المعدنية مزورة أو مشهورة لإنشاء شكلها النهائي.
تتضمن عملية التزوير تسخين المعدن إلى درجة حرارة عالية ثم يدقها في شكل معين. تساعد عملية التزوير على تحسين قوة المعدن وصبده ، مما يجعلها مقاومة للارتداء والدموع ، حتى في البيئات القاسية.
لقد أحدث استخدام سبائك درجات الحرارة العالية ثورة في صناعة الطيران. إنها تسمح بإنشاء محركات نفاثة أكثر كفاءة وقوية ، والتي يمكن أن تصمد أمام درجات الحرارة والضغوط المتزايدة. جعلت سبائك درجات الحرارة العالية استكشاف المساحة أكثر سهولة من خلال توفير حلول للدروع الحرارية ومكونات محرك الصواريخ.
في الختام ، تعد سبائك درجات الحرارة العالية مكونًا أساسيًا في صناعة الطيران لأنها يمكنها تحمل درجات الحرارة المرتفعة والتآكل والزحف. يتم استخدام هذه السبائك في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك أجزاء محرك التوربينات وأنظمة العادم ومواد الدرع الحراري لاستكشاف المساحة. مع استمرار التقدم التكنولوجي ، سيستمر الطلب على سبائك درجات الحرارة العالية في النمو ، ومن المحتمل أن نرى تطبيقات أكثر ابتكارًا لهذه السبائك في المستقبل.