सिंगल क्रिस्टल कास्टिंग में आमतौर पर कौन से सुपरएलॉय उपयोग किए जाते हैं?
निकल-आधारित सिंगल क्रिस्टल सुपरएलॉय
सिंगल क्रिस्टल कास्टिंग विशेष रूप से उन्नत निकल-आधारित सुपरएलॉय का उपयोग करती है, जिन्हें उच्च स्तर के रिफ्रैक्टरी तत्वों (जैसे Re, W, Ta) और γ' अवक्षेपण सुदृढ़ीकरण के लिए एल्यूमीनियम/टाइटेनियम के साथ इंजीनियर किया गया है। इन मिश्र धातुओं को गैस टर्बाइनों के सबसे गर्म हिस्सों में मुख्य रूप से, समान-अक्षीय या दिशात्मक रूप से ठोस सामग्रियों की सीमाओं से परे कार्य करने के लिए विकसित किया गया है। उनकी संरचना को उच्च-तापमान क्रीप शक्ति, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और चरण स्थिरता को अधिकतम करते हुए एक कास्टेबल सिंगल क्रिस्टल संरचना बनाए रखने के लिए सावधानीपूर्वक संतुलित किया गया है।
प्रथम और द्वितीय पीढ़ी की मिश्र धातुएं
प्रथम-पीढ़ी की मिश्र धातुएं, जैसे PWA 1480 और SRR 99, में रेनियम (Re) नहीं होता है। इन्होंने तापमान क्षमता में एक मौलिक छलांग प्रदान की। द्वितीय-पीढ़ी की मिश्र धातुएं, जैसे CMSX-4 और PWA 1484, ने लगभग 3% Re का परिचय दिया, जिससे क्रीप प्रतिरोध में काफी वृद्धि हुई और उच्च इंजन परिचालन तापमान और दक्षता की अनुमति मिली।
तृतीय और बाद की पीढ़ी की मिश्र धातुएं
तृतीय-पीढ़ी की मिश्र धातुएं, जिनमें CMSX-10 और Rene N5 शामिल हैं, में और भी अधिक Re सामग्री (लगभग 6%) होती है और अक्सर रुथेनियम (Ru) का भी योग किया जाता है। इससे तापमान क्षमता और क्रीप जीवन को और आगे बढ़ाया जाता है। चौथी और पांचवीं पीढ़ी की मिश्र धातुएं अत्यधिक विशिष्ट हैं, जो स्थिरता और चरम तापमान पर प्रतिरोध को अनुकूलित करने के लिए रुथेनियम और अन्य तत्वों के उच्च स्तर को शामिल करती हैं, जिनका प्रतिनिधित्व TMS-138 और TMS-196 जैसी मिश्र धातुओं द्वारा किया जाता है।
उद्योग अनुप्रयोग और चयन
एक विशिष्ट सिंगल क्रिस्टल मिश्र धातु का चयन इंजन की थर्मोडायनामिक आवश्यकताओं और घटक के विशिष्ट स्थान और तनाव प्रोफाइल द्वारा निर्देशित होता है। आधुनिक एयरोस्पेस और विमानन इंजनों में प्रथम-चरण उच्च-दबाव टर्बाइन ब्लेड और वेन आमतौर पर दूसरी या तीसरी पीढ़ी की मिश्र धातुओं का उपयोग करते हैं। ये घटक बाद के थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC) अनुप्रयोग के लिए प्रमुख उम्मीदवार हैं। इन सामग्रियों का विकास और उपयोग GE जैसे नेताओं के साथ साझेदारी के केंद्र में है, जो बिजली उत्पादन और प्रणोदन प्रौद्योगिकी की सीमाओं को आगे बढ़ा रही है।
