วัสดุการบิน

ทองแดงเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่อ่อนตัว เหนียว และดีเยี่ยม ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ไฟฟ้า ก่อสร้าง ยานยนต์ และประปา มีเกรดและมาตรฐานของวัสดุทองแดงที่แตกต่างกัน และนี่คือบางส่วน:

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในขณะที่ยังคงให้ความสำคัญกับความปลอดภัยของเครื่องบินและเครื่องยนต์ ชุมชนการบินในประเทศและต่างประเทศก็มีความกังวลมากขึ้นเกี่ยวกับการประหยัดทรัพยากร การลดต้นทุน การปกป้องสิ่งแวดล้อม และประเด็นอื่นๆ ภายใต้พื้นหลังนี้ อุตสาหกรรมการบินสีเขียวมีความก้าวหน้าในระดับหนึ่ง การบินสีเขียวครอบคลุมกระบวนการพัฒนาและการใช้งานทั้งหมดของการออกแบบเครื่องบิน การผลิต การใช้งาน การบำรุงรักษา การเกษียณอายุ การกู้คืน ฯลฯ ที่เกี่ยวข้องกับสาขาเทคนิคต่างๆ เช่น วัสดุสีเขียว การผลิตสีเขียว การบำรุงรักษาสีเขียว เป็นต้น

สิ่งที่เรียกว่าวัสดุสีเขียวหมายถึงการใช้ทรัพยากรให้เกิดประโยชน์สูงสุดและลดต้นทุนการใช้และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุดในระหว่างวงจรทั้งหมดของการออกแบบวัสดุ การเลือกวัตถุดิบ การแปรรูปและการผลิต การบรรจุและการขนส่ง การใช้ การกู้คืน และนำกลับมาใช้ใหม่ ประเทศของเราได้เริ่มพัฒนาเทคโนโลยีวัสดุใหม่อย่างจริงจัง เทคโนโลยีวัสดุใหม่แต่ละอย่างได้รับการพัฒนา การวิจัยวัสดุการบินใหม่ได้สร้างความสำเร็จที่น่ายินดี เมื่อมองไปในอนาคต วัสดุการบินใหม่จะได้รับการพัฒนาในทิศทางของอเนกประสงค์ สมรรถนะสูง กระบวนการใหม่ ต้นทุนต่ำ และแนวคิดใหม่ ด้วยการปรับปรุงระดับการวิจัยและพัฒนาอิสระของจีนในด้านวัสดุการบินใหม่ เราจำเป็นต้องปรับปรุงระดับทางเทคนิคของวัสดุการบินที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างครอบคลุมตั้งแต่ด้านการออกแบบวัสดุ กระบวนการเตรียมการ การพัฒนาวัสดุ การรีไซเคิล และด้านอื่น ๆ และร่วมกัน สร้างอนาคตที่ดีขึ้นของการบินสีเขียว

ประการแรก ความจำเป็นในการพัฒนาอุตสาหกรรมการบินสีเขียว

ปี 2564 เป็นปีแรกของแผนห้าปีที่ 14 ในฐานะที่เป็นตำแหน่งหลักของห่วงโซ่อุตสาหกรรมการทหารทั้งหมด ภาคส่วนวัสดุใหม่คาดว่าจะนำมาสู่พื้นที่ที่กว้างขึ้นสำหรับการพัฒนา ศตวรรษที่ 20 เป็นศตวรรษแห่งการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ หนึ่งในสัญลักษณ์ที่สำคัญคือความสำเร็จอันยอดเยี่ยมของมนุษย์ในด้านการบินและอวกาศ ในศตวรรษที่ 21 อุตสาหกรรมการบินและอวกาศได้แสดงให้เห็นถึงโอกาสที่กว้างขึ้นสำหรับการพัฒนา และกิจกรรมการบินและอวกาศในระดับสูงหรือระดับสูงเป็นพิเศษมีบ่อยครั้งมากขึ้น ความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ของอุตสาหกรรมการบินและอวกาศนั้นแยกไม่ออกจากการพัฒนาและความก้าวหน้าของเทคโนโลยีวัสดุการบินและอวกาศ วัสดุเป็นรากฐานและรากฐานของเทคโนโลยีขั้นสูงและอุตสาหกรรมสมัยใหม่ และโดยส่วนใหญ่แล้วเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับความก้าวหน้าของเทคโนโลยีระดับสูง การพัฒนาวัสดุการบินและอวกาศมีบทบาทอย่างมากในการสนับสนุนและรับประกันเทคโนโลยีการบินและอวกาศ ในทางกลับกัน ความต้องการในการพัฒนาเทคโนโลยีการบินและอวกาศได้นำไปสู่และส่งเสริมการพัฒนาวัสดุการบินและอวกาศเป็นอย่างมาก อาจกล่าวได้ว่าความก้าวหน้าของวัสดุมีบทบาทสำคัญในการยกระดับเครื่องบิน

วัสดุการบินไม่ได้เป็นเพียงการรับประกันวัสดุสำหรับการพัฒนาและการผลิตผลิตภัณฑ์การบินเท่านั้น แต่ยังเป็นพื้นฐานทางเทคนิคสำหรับการยกระดับผลิตภัณฑ์การบินด้วย วัสดุมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาอุตสาหกรรมการบินและผลิตภัณฑ์การบิน ในศตวรรษที่ 21 วัสดุการบินกำลังพัฒนาไปสู่ทิศทางของสมรรถนะสูง ฟังก์ชันสูง มัลติฟังก์ชั่น โครงสร้างและการรวมฟังก์ชัน สารประกอบ อัจฉริยะ ต้นทุนต่ำ และสภาพแวดล้อมที่เข้ากันได้

ในรายงานการทำงานของรัฐบาลปี 2022 อดีตนายกรัฐมนตรี Li Keqiang เสนอให้ปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาอย่างต่อเนื่อง ส่งเสริมการพัฒนาสีเขียวและคาร์บอนต่ำ เสริมสร้างการควบคุมมลพิษและการปกป้องและฟื้นฟูระบบนิเวศ สร้างสมดุลระหว่างการพัฒนาและการลดการปล่อยมลพิษ และส่งเสริมการอยู่ร่วมกันอย่างสมานฉันท์ระหว่าง มนุษย์และธรรมชาติ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในขณะที่ยังคงให้ความสนใจกับความปลอดภัยของเครื่องบิน ชุมชนการบินในประเทศและต่างประเทศก็มีความกังวลมากขึ้นเกี่ยวกับการประหยัดทรัพยากร การลดต้นทุน การปกป้องสิ่งแวดล้อม และประเด็นอื่นๆ ในบริบทนี้ การบินสีเขียวมีความก้าวหน้าในระดับหนึ่ง เครื่องบินไปสู่ทิศทางการพัฒนาที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้มากขึ้น น้ำหนักเบา แข็งแกร่ง และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จึงนำเสนอความต้องการวัสดุที่สูงขึ้นและสูงขึ้น แต่ยังส่งเสริมเครื่องบินในด้านความเร็วในการบิน ความน่าเชื่อถือ ต้นทุนต่ำ ประสิทธิภาพสูงและความสะดวกสบาย และด้านอื่น ๆ ของการอัพเกรด . ภายใต้สถานการณ์อุตสาหกรรมใหม่ การพัฒนาวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับการบินระดับไฮเอนด์ ตลอดจนเทคโนโลยีการเตรียมและการประมวลผลมีความสำคัญอย่างยิ่งในการสนับสนุนการพัฒนาที่ยั่งยืนของอุตสาหกรรมการบินของจีน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ขับเคลื่อนโดยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ทั่วโลก การพัฒนาวัสดุการบินที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้และเป็นความต้องการเร่งด่วนของการพัฒนาเศรษฐกิจ

ครั้งที่สอง ความคืบหน้าการวิจัยวัสดุการบินใหม่

วัสดุของเครื่องบินในระดับหนึ่งกำหนดต้นทุนการผลิตโครงสร้างลำตัวเครื่องบิน เนื่องจากอุปกรณ์การบินของจีนได้รับการแนะนำในช่วงแรก จึงใช้ระบบวัสดุต่างประเทศเป็นหลักในการเลือกวัสดุ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จีนได้เริ่มพัฒนาเทคโนโลยีวัสดุใหม่อย่างจริงจัง และเทคโนโลยีวัสดุใหม่ได้สร้างความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง และการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุการบินใหม่ก็สร้างความสำเร็จที่น่ายินดีเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ยังมีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างระดับโดยรวมของอุตสาหกรรมวัสดุการบินใหม่กับระดับขั้นสูงระหว่างประเทศ

(A) โลหะผสมไทเทเนียม: คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของ "โลหะสากล"

ไททาเนียมมีลักษณะเฉพาะของความถ่วงจำเพาะต่ำและมีความแข็งแรงจำเพาะสูง และโลหะผสมของมันมีความสำคัญอย่างมากในการเพิ่มอัตราส่วนน้ำหนักต่อแรงขับของเครื่องบินในด้านการบินและอวกาศ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นอกจากด้านการทหารและการบินและอวกาศแล้ว โลหะผสมไททาเนียมยังใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเคมี โลหะวิทยา การแพทย์ กีฬาและสันทนาการ และสาขาอื่นๆ

สถานะการพัฒนาวัสดุโลหะผสมไททาเนียมสำหรับการบินในต่างประเทศ

1) โลหะผสมไททาเนียมอุณหภูมิสูง: โลหะผสมไททาเนียมอุณหภูมิสูงส่วนใหญ่จะใช้ในรางเลื่อนปีกเครื่องบิน, ตลับลูกปืน, ตัวยึด, ฝากระโปรงหน้า, แผ่นคอมเพรสเซอร์และใบมีด, ปลอกและชิ้นส่วนโครงโครงสร้างอื่น ๆ ส่วนประกอบเหล่านี้ต้องการความแข็งแรงเฉพาะสูง ความแข็งแรงของความล้า ความต้านทานการคืบ และความมั่นคงของโครงสร้างที่ 300 ~ 600 องศา ในปัจจุบัน ในนามของแบรนด์โลหะผสมไททาเนียมอุณหภูมิสูงขั้นสูงระดับสากล ส่วนใหญ่ประกอบด้วย Ti-6242S, Ti-1100 ของสหรัฐอเมริกา, IMI834, BT36 ของรัสเซียและอื่นๆ

2) โลหะผสมไททาเนียมความแข็งแรงสูง: โลหะผสมไททาเนียมความแข็งแรงสูงมักจะหมายถึงความต้านทานแรงดึงของโลหะผสมไททาเนียมมากกว่า 1,000MPa ส่วนใหญ่ใช้เพื่อแทนที่เหล็กโครงสร้างความแข็งแรงสูงที่ใช้กันทั่วไปในโครงสร้างเครื่องบิน สามารถลดน้ำหนักได้ 10 เปอร์เซ็นต์ ในปัจจุบัน โลหะผสมไททาเนียมความแข็งแรงสูงที่ใช้ในเครื่องบินส่วนใหญ่เป็นโลหะผสมไททาเนียม ซึ่งเป็นตัวแทนของ Ti-1023 หลัก, BT22, Ti-153, -21S และอื่นๆ

3) โลหะผสมไททาเนียมที่หน่วงการติดไฟ: ปัจจุบัน ไททาเนียมอัลลอยด์ที่หน่วงการติดไฟโดยทั่วไปคือ Alloy C ในสหรัฐอเมริกาและ BTT{1}} ในรัสเซีย ล้อแม็ก C (Ti-35V-15Cr) ที่พัฒนาขึ้นในสหรัฐอเมริกา เป็นโลหะผสมไททาเนียมชนิดที่มีความแข็งแรงต่ออุณหภูมิสูงและต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดี ถูกนำไปใช้กับปลอกคอมเพรสเซอร์แรงดันสูง ใบพัดนำ และหัวฉีดเวกเตอร์หางของเครื่องยนต์ Fl19 Ti-Cu-Al BTT-1 ไททาเนียมอัลลอยด์ที่หน่วงการติดไฟซึ่งพัฒนาในรัสเซียมีความสามารถในการระบายความร้อนได้ดี และถูกนำมาใช้ในปลอกและใบมีดของคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์

สถานะการพัฒนาวัสดุโลหะผสมไททาเนียมสำหรับการบินภายในประเทศ

1) โลหะผสมไทเทเนียมอุณหภูมิสูง: โลหะผสม Ti-60 เป็นโลหะผสมไททาเนียมอุณหภูมิสูง 600 องศาที่พัฒนาขึ้นโดยอิสระในประเทศของเรา โลหะผสมขึ้นอยู่กับโลหะผสม TAl₂ (Ti-55) ที่เติมธาตุ Al, Sn, Si ด้วยเนื้อหาที่เหมาะสม เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อน การคืบที่อุณหภูมิสูง และการต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงของโลหะผสม

2) โลหะผสมไททาเนียมโครงสร้างความแข็งแรงสูง: โลหะผสมไททาเนียมโครงสร้างความแข็งแรงสูงชุดหนึ่งได้รับการพัฒนาอย่างอิสระในช่วงปี 1970 ถึง 1990 ความแข็งแรงของโลหะผสมไททาเนียมเหล่านี้สามารถไปถึงระดับ 1100-1300MPa ในตอนต้นของศตวรรษที่ 21 มีสองชนิดของโลหะผสมเบต้าไททาเนียมตัวแทน: ①เกือบไทเทเนียม Ti-B18 ความต้านทานแรงดึงสามารถเข้าถึง 1150 ~ 1350MPa; ② โลหะผสมไทเทเนียม Metastable Ti-B20 ความต้านทานแรงดึงสูงถึง 1200 ~ 1600MPa

3) โลหะผสมไททาเนียมที่ทนการติดไฟ: ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา จีนได้ทำการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับโลหะผสมไททาเนียมที่ทนการติดไฟ อ้างอิงถึงโลหะผสม AlloyC, Ti-V-Cr-Al, Ti-Mo-Cr-Al, Ti-Mo-V-Cr-Al3 ซีรีส์ของโลหะผสมไททาเนียมที่หน่วงการติดไฟได้รับการออกแบบตามลำดับ และศึกษากลไกการป้องกันการเผาไหม้ด้วยวิธี ของการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ นอกจากนี้ TF1 (ซีรี่ส์ Ti-V-Cr-C) และ TF2 (ซีรี่ส์ Ti-Cu) ไททาเนียมอัลลอยด์ที่หน่วงการติดไฟได้รับการออกแบบหลังจากการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบของระบบต่าง ๆ ของสหรัฐอเมริกา อังกฤษ และรัสเซีย โลหะผสม Ti-40 (Ti-V-Cr-Si) เป็นโลหะผสมไททาเนียมชนิดหน่วงการติดไฟที่พัฒนาขึ้นโดยอิสระในประเทศจีน เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมไททาเนียมทั่วไป โลหะผสม Ti-40 มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟและคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม ปัจจุบัน การวิจัยโลหะผสมได้พัฒนาจากระดับห้องปฏิบัติการเป็นระดับกึ่งอุตสาหกรรม ทำให้สามารถเตรียมโลหะ Ti40 ตัน แท่งขนาดใหญ่ และการตีขึ้นรูปวงแหวนได้

เนื่องจากอุตสาหกรรมการผลิตการบินในประเทศเริ่มต้นช้า วัสดุไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมในการบินภายในประเทศมีปริมาณไม่มากนัก วัสดุไททาเนียมที่ใช้ในอุตสาหกรรมการบินมีสัดส่วนน้อยกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ ต่ำกว่าระดับเฉลี่ยระหว่างประเทศประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ และอุตสาหกรรมไททาเนียมเมื่อเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้วยังคงมีช่องว่างขนาดใหญ่: ประการแรก ผลิตภัณฑ์โลหะผสมไททาเนียมระดับไฮเอนด์ยังคงเลียนแบบเป็นส่วนใหญ่ ระดับของการพัฒนาวัสดุอยู่ในระดับต่ำ ช่วงของการใช้งานแคบ ประสิทธิภาพที่ครอบคลุมสูง และต่ำ- การพัฒนาโลหะผสมไททาเนียมต้นทุนส่วนใหญ่อยู่ในขั้นตอนของห้องปฏิบัติการ ประการที่สอง คุณภาพของโลหะวิทยาไม่คงที่ พันธุ์น้อย ข้อมูลจำเพาะไม่สมบูรณ์ ประการที่สาม ความก้าวหน้าในการวิจัยของเทคโนโลยีสนับสนุนที่เกี่ยวข้องเป็นไปอย่างเชื่องช้า และระบบวัสดุโลหะผสมไททาเนียมที่พัฒนาขึ้นเองจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น

(2) Superalloy: มุ่งเน้นไปที่ความต้องการของเครื่องยนต์ทางทหาร

ซูเปอร์อัลลอย สำหรับอุณหภูมิสูง

เหล็กแบบดั้งเดิมจะอ่อนตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 องศาเซลเซียส และไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานที่สูงขึ้น ด้านพลังงานเครื่องยนต์ความร้อนต้องการอุณหภูมิในการทำงานที่สูงขึ้นและสูงขึ้น เป็นผลให้ซูเปอร์อัลลอยได้รับการอบรมให้ทำงานได้อย่างเสถียรที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 องศาเซลเซียส และเทคโนโลยียังคงพัฒนาต่อไป

ซูเปอร์อัลลอยแบ่งออกเป็นซูเปอร์อัลลอยที่มีธาตุเหล็กและซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักตามองค์ประกอบหลักของโลหะผสม จากข้อมูลของ Zhiyan Consulting ซึ่งแบ่งตามกระบวนการผลิตในปี 2018 ผลผลิตของซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิลคิดเป็นร้อยละ 80 ซูเปอร์อัลลอยที่มีธาตุเหล็กคิดเป็นร้อยละ 14.3 และซูเปอร์อัลลอยที่มีโคบอลต์คิดเป็นร้อยละ 5.7

ซูเปอร์อัลลอยเป็นวัสดุหลักของเครื่องยนต์แอโร่ มีการใช้ Superalloy ในเครื่องยนต์อากาศยานตั้งแต่กำเนิดและเป็นวัสดุสำคัญสำหรับการผลิตเครื่องยนต์การบินและอวกาศ ระดับสมรรถนะของเครื่องยนต์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับระดับสมรรถนะของวัสดุซูเปอร์อัลลอย ในเครื่องยนต์อากาศยานสมัยใหม่ ปริมาณของวัสดุซูเปอร์อัลลอยคิดเป็น 40 เปอร์เซ็นต์ ~ 60 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักทั้งหมดของเครื่องยนต์ ส่วนใหญ่จะใช้ในส่วนประกอบปลายร้อนสี่ส่วน ได้แก่ ห้องเผาไหม้ คู่มือ ใบพัดเทอร์ไบน์ และแผ่นเทอร์ไบน์ นอกจากนี้ยังใช้ในปลอกชิ้นส่วนวงแหวน Afterburner และหัวฉีดท้าย

อุตสาหกรรมโลหะผสมที่อุณหภูมิสูงของจีนกำลังอยู่ในช่วงเติบโต และผู้ประกอบการในห่วงโซ่อุตสาหกรรมจะมีพื้นที่การพัฒนาที่กว้างขวางในอนาคต จำนวนผู้ประกอบการผลิตซูเปอร์อัลลอยในจีนมีจำกัด และระดับการผลิตล้าหลังกว่าสหรัฐฯ รัสเซีย และประเทศอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กำลังการผลิตและมูลค่าผลผลิตได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ โครงการกำลังการผลิตซูเปอร์อัลลอยหลายโครงการของ Lianshi Aviation, Western Superconductor และบริษัทอื่นๆ กำลังอยู่ในระหว่างการก่อสร้างและเริ่มดำเนินการ

คุณสมบัติของซูเปอร์อัลลอยสำหรับเครื่องยนต์แอโร่กำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

1) ซูเปอร์อัลลอยฐานเหล็ก: หนึ่งในคุณลักษณะของระบบซูเปอร์อัลลอยของจีน

เนื่องจากทรัพยากรของจีนขาดนิกเกิลและโคบอลต์เพียงเล็กน้อย การพัฒนา การผลิต และการใช้ซูเปอร์อัลลอยฐานเหล็กจึงกลายเป็นฉากที่ยอดเยี่ยมในช่วงทศวรรษที่ 1960 และ 1970

ซูเปอร์อัลลอยที่มีธาตุเหล็กมักใช้ในชิ้นส่วนเครื่องยนต์ที่มีอุณหภูมิการทำงานต่ำ (600~850 องศาเซลเซียส) เช่น จานเทอร์ไบน์ ปลอกและเพลา อย่างไรก็ตาม Fe-base superalloy มีสมบัติเชิงกลที่ดีที่อุณหภูมิปานกลาง เทียบเท่าหรือดีกว่าโลหะผสมที่มีฐานเป็นนิกเกิลที่คล้ายกัน นอกจากนี้ยังมีราคาถูกและเปลี่ยนรูปได้ง่ายในการทำงานที่ร้อน ดังนั้น Fe-base superalloy จึงยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะแผ่นกังหันและวัสดุใบมีดของกังหันในด้านอุณหภูมิปานกลาง

2) ซูเปอร์อัลลอยฐานนิกเกิล: การเสียรูป/การหล่อ/การอัปเกรดโลหะผสมใหม่ตามรุ่น

โดยทั่วไปแล้วซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิลจะทำงานภายใต้สภาวะความเครียดบางอย่างที่สูงกว่า 600 องศา พวกเขาไม่เพียงแต่มีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงได้ดีเท่านั้น แต่ยังมีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ความแข็งแรงของการคืบ และความแข็งแรงที่คงทน ตลอดจนความต้านทานต่อความล้าที่ดี ส่วนใหญ่จะใช้ในด้านการบินและอวกาศสำหรับส่วนประกอบโครงสร้างที่ทำงานภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ใบพัดทำงาน จานหมุนกังหัน ห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์อากาศยาน เป็นต้น

ตามกระบวนการผลิต ซูเปอร์อัลลอยฐานนิกเกิลสามารถแบ่งออกเป็นโลหะผสมแปรผัน ซูเปอร์อัลลอยหล่อ และซูเปอร์อัลลอยใหม่ ซูเปอร์อัลลอยหล่อด้วยนิกเกิลส่วนใหญ่จะใช้ในใบพัดเทอร์ไบน์ในเครื่องยนต์ ซึ่งอุณหภูมิในการทำงานอาจสูงถึง 1100 องศา หรือสามารถใช้ในใบพัดเทอร์ไบน์ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าไกด์เบลดที่เกี่ยวข้อง 50-100 องศา .

เนื่องจากอุณหภูมิในการทำงานของโลหะผสมทนความร้อนสูงขึ้นเรื่อย ๆ องค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งในโลหะผสมจึงมีมากขึ้นเรื่อย ๆ ส่วนประกอบจึงซับซ้อนมากขึ้นส่งผลให้โลหะผสมบางชนิดสามารถใช้ได้เฉพาะในสถานะหล่อเท่านั้น ไม่สามารถเสียรูปการทำงานที่ร้อนได้ นอกจากนี้ การเพิ่มขึ้นขององค์ประกอบการเจือทำให้การแยกองค์ประกอบของโลหะผสมฐานนิเกิลเป็นไปอย่างรุนแรงหลังจากการแข็งตัว ส่งผลให้โครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติไม่สม่ำเสมอ การใช้กระบวนการผงโลหะเพื่อผลิตซูเปอร์อัลลอยสามารถแก้ปัญหาข้างต้นได้ เนื่องจากอนุภาคของผงมีขนาดเล็ก ความเร็วในการหล่อเย็นจึงรวดเร็วเมื่อทำผง การแยกตัวออก ความสามารถในการทำงานขณะร้อนดีขึ้น โลหะผสมที่สามารถหล่อได้อย่างเดียวจะเปลี่ยนเป็นซูเปอร์อัลลอยที่เสียรูปที่สามารถทำงานร้อนได้ ความแข็งแรงของผลผลิต และคุณสมบัติการล้าดีขึ้น ผงซูเปอร์อัลลอยได้ผลิตวิธีใหม่ในการผลิตโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงขึ้น ผงซูเปอร์อัลลอยส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตแผ่นเทอร์ไบน์ของเครื่องยนต์อากาศยานขั้นสูงที่มีอัตราส่วนแรงขับสูง และยังใช้ในการผลิตแผ่นดิสก์คอมเพรสเซอร์ เพลาเทอร์ไบน์ แผ่นกั้นเทอร์ไบน์ และชิ้นส่วนปลายร้อนอุณหภูมิสูงอื่นๆ ของเครื่องยนต์แอโรขั้นสูง

3) ซูเปอร์อัลลอยที่ใช้โคบอลต์: ความต้านทานการกัดกร่อนและสาขาพิเศษอื่น ๆ มีโอกาสกว้าง ๆ

ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของซูเปอร์อัลลอยที่มีโคบอลต์นั้นต่ำ แต่ความต้านทานการกัดกร่อนทางความร้อนนั้นดีกว่านิกเกิล ซูเปอร์อัลลอยที่มีโคบอลต์เป็นส่วนประกอบยังมีความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูงกว่า ทนทานต่อการกัดกร่อนจากความร้อน ความล้าจากความร้อน และความต้านทานการคืบกว่าซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตใบพัดและหัวฉีดของกังหันก๊าซ

เนื่องจากทรัพยากรจำกัด โลหะผสมโคบอลต์พื้นฐาน เช่น K40, GH188 และ L605 จึงได้รับการพัฒนาขึ้นในประเทศของเรา ตั้งแต่ปี 2544 เป็นต้นมา การวิจัยของ GE เกี่ยวกับซูเปอร์อัลลอยที่มีโคบอลต์ได้มุ่งเน้นไปที่การใช้ซูเปอร์อัลลอยที่มีโคบอลต์เป็นวัสดุตั้งต้นสำหรับกังหันก๊าซ และการเตรียมการเคลือบ เช่น การเคลือบป้องกันความร้อนบนพื้นผิวของโลหะผสมเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน

เนื่องจากข้อจำกัดด้านวัสดุ โคบอลต์จึงค่อนข้างหายากและมีราคาแพงบนโลก ในปัจจุบัน ความร้อนแรงของการวิจัยที่ใช้โคบอลต์ได้ลดลง และงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากยังคงอยู่ในขั้นทฤษฎี เช่น การทดลองสร้างแบบจำลองดิจิทัล

โลหะผสมเครื่องบินทหารรุ่นแรกเครื่องยนต์โลหะผสมอุณหภูมิสูงหรือเข้าสู่ช่วงปริมาณอย่างรวดเร็ว

ความต้องการด้านอุณหภูมิของเครื่องยนต์เพิ่มมากขึ้น อัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักสูงต้องการอุณหภูมิหัวฉีดที่สูงขึ้นและวัสดุรองรับที่อุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้น ในการพัฒนาซูเปอร์อัลลอยในโลกนี้ วัสดุใบมีดและจานของเครื่องยนต์ผ่านประสบการณ์สี่ขั้นตอน ได้แก่ การเสียรูป การหล่อ การวางแนว และผลึกเดี่ยว อุณหภูมิจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจาก 600 องศาเป็นมากกว่า 1100 องศา

การอัพเกรดเครื่องบินทหารมาพร้อมกับการอัพเกรด superalloys วัสดุแกนของเครื่องยนต์ turbofan รุ่นแรกเป็น superalloy ที่เสียรูป และวัสดุแกนกลางอยู่ที่ 650 องศา ด้วยเครื่องยนต์ turbofan รุ่นที่สี่ อุณหภูมิในการทำงานของวัสดุหลักถึง 1200 องศา และมีการใช้ superalloy ผลึกเดี่ยว การอัพเกรดเครื่องบินทหารมาพร้อมกับการอัพเกรด superalloy ซึ่งเป็นวัสดุหลักของเครื่องยนต์ การอัพเกรดซูเปอร์อัลลอยจำเป็นต้องมีการวิจัย