نکل پر مبنی سپر الائے مواد کی تحقیقی پیشرفت
پچھلی نصف صدی کے دوران، چین نے بجلی، نقل و حمل، ہوا بازی، ایرو اسپیس اور دیگر صنعتوں کی بڑھتی ہوئی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے نکل پر مبنی بہت سے سپر الائے سسٹمز تیار کیے اور بنائے ہیں۔ خاص طور پر، نکل پر مبنی سپر الائیز کی ترقی نے چین کے ایرو اسپیس انجنوں کی کارکردگی کو بہت بہتر کیا ہے۔ بہتری میں اہم کردار ادا کیا۔ یہ مقالہ مختصر طور پر نکل پر مبنی سپر الائیز کی ترقی کی تاریخ کو متعارف کرایا گیا ہے، حالیہ برسوں میں نکل پر مبنی سپر ایلوئیز کی تحقیقی پیشرفت کا جائزہ لیتا ہے، اور نکل پر مبنی سپر الائیز کے اطلاق اور ترقی کے رجحانات پر بحث کرتا ہے۔
تعارف
جدید گیس ٹربائن انجنوں میں 50% سے زیادہ مواد اعلی درجہ حرارت والے مرکبات استعمال کرتے ہیں، جن میں سے نکل پر مبنی اعلی درجہ حرارت والے مرکبات کی مقدار انجن کے مواد کا تقریباً 40% ہے۔ نکل پر مبنی مرکب دھاتیں درمیانے اور اعلی درجہ حرارت پر بہترین جامع خصوصیات رکھتی ہیں۔ وہ ایک طویل وقت کے لئے اعلی درجہ حرارت پر کام کرنے کے لئے موزوں ہیں اور سنکنرن اور گھرشن کے خلاف مزاحمت کر سکتے ہیں. یہ سب سے زیادہ پیچیدہ ہیں اور اعلی درجہ حرارت والے حصوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں اور تمام سپر ایللویز میں بہت سی میٹالرجیکل خصوصیات رکھتے ہیں۔ کارکنوں کے لیے سب سے زیادہ دلچسپی کے مرکب۔ نکل پر مبنی اعلی درجہ حرارت والے مرکبات بنیادی طور پر ایرو اسپیس فیلڈ میں 950~1050 ڈگری پر کام کرنے والے ساختی اجزاء میں استعمال ہوتے ہیں، جیسے ایرو انجین ورکنگ بلیڈ، ٹربائن ڈسک، کمبشن چیمبر وغیرہ۔ اس لیے نکل پر مبنی سپر الائیز کا مطالعہ بہت اچھا ہے۔ میرے ملک کی ایرو اسپیس انڈسٹری کی ترقی کے لیے اہمیت۔
1 جائزہ
نکل پر مبنی اعلی درجہ حرارت والے مرکبات اعلی درجہ حرارت والے مرکب ہیں جو نکل کو میٹرکس کے طور پر استعمال کرتے ہیں (عام طور پر 50٪ سے زیادہ مواد) اور اعلی طاقت اور 650 سے 1000 ڈگری کی حد میں آکسیکرن اور گیس کے سنکنرن کے خلاف اچھی مزاحمت رکھتے ہیں۔ یہ Cr20Ni80 مرکب کی بنیاد پر تیار کیا گیا ہے۔ 1000 ڈگری کے ارد گرد اعلی درجہ حرارت کی تھرمل طاقت (اعلی درجہ حرارت کی طاقت، کریپ مزاحمت، اعلی درجہ حرارت کی تھکاوٹ کی طاقت) کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے اور گیس میڈیا میں اینٹی آکسیڈیشن اور اینٹی سنکنرن، بڑی تعداد میں کمک شامل کی گئی ہے۔ . عناصر، جیسے W، Mo، Ti، Al، Nb، Co، وغیرہ، اس کی اعلی درجہ حرارت کی کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے۔ ٹھوس محلول کو مضبوط بنانے کے علاوہ، superalloys ال، Ti، وغیرہ کے ذریعے تشکیل پانے والے انٹرمیٹالک کمپاؤنڈ ′ فیز (Ni3Al یا Ni3Ti، وغیرہ) کی ورن کی مضبوطی پر بھی انحصار کرتے ہیں اور Ni، کچھ ٹھیک مستحکم MC، M23C6 کی انٹرا گرانولر ڈسپریشن مضبوطی کاربائیڈز، اور B، Zr، Re، وغیرہ اناج کی حدود کو صاف کرنے اور مضبوط کرنے میں کردار ادا کرتے ہیں۔ Cr کو شامل کرنے کا مقصد اعلی درجہ حرارت کے مرکب دھاتوں کی اینٹی آکسیڈیشن اور اعلی درجہ حرارت کی سنکنرن مزاحمت کو مزید بہتر بنانا ہے۔ Nickel-based superalloys میں اچھی جامع خصوصیات ہیں اور یہ ایرو اسپیس، آٹوموٹیو، کمیونیکیشن اور الیکٹرانکس انڈسٹری کے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے رہے ہیں۔ نکل پر مبنی مرکب دھاتوں کی ممکنہ خصوصیات کی تلاش کے ساتھ، محققین نے اپنی کارکردگی کے لیے اعلیٰ تقاضے پیش کیے ہیں۔ ملکی اور غیر ملکی اسکالرز نے نکل پر مبنی مرکب دھاتوں کے لیے پروسیسنگ کی نئی تکنیکیں تیار کی ہیں، جیسے کہ isothermal forging، extrusion deformation، cladding deformation، وغیرہ۔
2. نکل پر مبنی سپر الائیز کی ترقی کی تاریخ
نکل پر مبنی سپر الائیز سپر ایللویز کے پورے میدان میں خاص طور پر اہم مقام رکھتے ہیں۔ اس کی نشوونما اور استعمال 1930 کی دہائی کے اواخر میں شروع ہوا، اور اس پس منظر میں تیار کیا گیا کہ جیٹ طیاروں کے ابھرنے سے سپر ایلوائیز کی کارکردگی پر زیادہ ضرورت پڑتی ہے۔ . برطانیہ نے سب سے پہلے 1941 میں نکل پر مبنی مرکب Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) تیار کیا۔ کریپ کی طاقت کو بہتر بنانے کے لیے، ایلومینیم کو Nimonic80 (Ni{{9}) تیار کرنے کے لیے شامل کیا گیا۔ }Cr-2.5Ti-1.3Al)۔ امریکہ نے وسط-1940، 1940 کی دہائی کے آخر میں سوویت یونین، اور چین نے بھی نِکل پر مبنی سپر الائیز تیار کیے۔
نکل پر مبنی اعلی درجہ حرارت والے مرکب دھاتوں کی ترقی میں دو پہلو شامل ہیں: کھوٹ کی ساخت میں بہتری اور پیداواری عمل کی جدت۔ 1950 کی دہائی کے اوائل میں، ویکیوم سمیلٹنگ ٹیکنالوجی کی ترقی نے نکل پر مبنی مرکب دھاتوں کو بہتر بنانے کے لیے حالات پیدا کیے جن میں زیادہ ایلومینیم اور ٹائٹینیم شامل تھے۔ 1950 کی دہائی کے آخر میں، اچھی اعلی درجہ حرارت کی طاقت کے ساتھ کاسٹنگ الائے کی ایک سیریز تیار کرنے کے لیے سرمایہ کاری کی درستگی کاسٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کیا گیا تھا۔ 1960 کی دہائی میں وسط مدتی میں، بہتر کارکردگی کے ساتھ دشاتمک کرسٹلائزیشن اور سنگل کرسٹل سپراللویز اور پاؤڈر میٹالرجی سپراللویز تیار کیے گئے۔ بحری جہازوں اور صنعتی گیس ٹربائنز کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، 1960 کی دہائی سے بہتر گرم سنکنرن مزاحمت اور مستحکم ڈھانچے کے ساتھ متعدد ہائی-کرومیم نکل پر مبنی ہائی-کرومیم نکل پر مبنی مرکبات تیار کیے گئے تھے۔ کھوٹ 1940 کی دہائی کے اوائل سے لے کر 1970 کی دہائی کے آخر تک تقریباً 40 سالوں میں، نکل پر مبنی مرکب دھاتوں کا آپریٹنگ درجہ حرارت 700 ڈگری سے بڑھ کر 1100 ڈگری تک پہنچ گیا، جس میں اوسطاً ہر سال 10 ڈگری کا اضافہ ہوا۔
