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Además de los recubrimientos metálicos, la resistencia a altas temperaturas de los tubos de aleación de níquel se puede mejorar optimizando la composición de la aleación, realizando tratamientos de modificación superficial,mejora del proceso de fabricación, y adoptando medidas de aislamiento térmico adecuadas, como se describe a continuación:
Optimización de la composición de la aleación
Añadir elementos con alto punto de fusión:La adición de tungsteno (W), molibdeno (Mo), renio (Re) y otros elementos con alto punto de fusión puede mejorar el punto de fusión y la resistencia a altas temperaturas de la aleación de níquel.Estos elementos forman una solución sólida en la aleaciónPor ejemplo, en algunos motores de aeronaves con aleaciones a base de níquel, la resistencia de la aleación a la deformación a altas temperaturas se ve afectada por el aumento de la fuerza de unión interatómica y la mejora de la capacidad de la aleación para resistir la deformación a altas temperaturas.El contenido de tungsteno y molibdeno es mayor, de modo que la aleación en la alta temperatura de más de 1000 °C todavía mantiene buenas propiedades mecánicas.
Añadir elementos de tierras raras:Los elementos de tierras raras como el cerio (Ce), el lantano (La), etc., añadidos a la aleación de níquel, pueden mejorar la resistencia a la oxidación de la aleación.Mejorar la densidad y la adhesión de la película de óxido, ralentiza la tasa de oxidación, mejorando así la resistencia a altas temperaturas de la aleación.
Tratamiento de modificación de la superficie
Tratamiento superficial con láser:El uso de rayos láser en la superficie de los tubos de aleación de níquel puede hacer que la superficie forme una organización de granos finos, mejorar la dureza y la resistencia de la superficie.El tratamiento con láser también puede introducir tensión de compresión en la superficie para mejorar la resistencia a la fatiga, lo que ayuda a mejorar el rendimiento global del tubo a altas temperaturas.
Inyección de iones:se inyectan iones específicos en la superficie de los tubos de aleación de níquel,que puede cambiar la composición química y la estructura organizativa de la superficie y formar una capa de capa modificada con propiedades especialesPor ejemplo, la inyección de carbono, nitrógeno y otros elementos puede mejorar la dureza y la resistencia al desgaste de la superficie.reducción de las fallas del material debido a la abrasión en ambientes de alta temperatura, mejorando así la resistencia a altas temperaturas.
Mejora del proceso de fabricación
Proceso de metalurgia en polvo:El uso de métodos de metalurgia de polvo para preparar tubos de aleación de níquel puede obtener una estructura organizativa más uniforme y densidades más altas.El rendimiento a altas temperaturas de la aleación se puede mejorar mediante el control preciso del tamaño de las partículas, composición y proceso de sinterización del polvo.Las aleaciones de níquel de metalurgia en polvo tienen una mejor resistencia y resistencia al arrastramiento a temperaturas elevadas en comparación con los procesos de fundición o forja convencionales.
Proceso de prensado isostático en caliente:Durante el proceso de fabricación se aplica un proceso de prensado isostático en caliente a los tubos de aleación de níquel.Este proceso puede eliminar los poros y defectos dentro del material y mejorar la densidad y la homogeneidad del material, mejorando así las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de la aleación a altas temperaturas.
Adopción de medidas de aislamiento térmico
Instalación de materiales aislantes del calor:Envuelva el exterior de los tubos de aleación de níquel con materiales aislantes del calor, como fibra cerámica, lana de roca, etc.Estos materiales aislantes tienen baja conductividad térmica y buena resistencia a altas temperaturas, que puede reducir el intercambio de calor entre los tubos y el ambiente externo de alta temperatura y reducir la temperatura superficial de los tubos,reducción del impacto de las altas temperaturas en el material del tubo y mejora de su resistencia a altas temperaturas.
Diseño de la estructura de refrigeración por aire:diseñar canales de refrigeración por aire alrededor del tubo, de modo que el aire frío fluya en el canal y quite el calor de la superficie del tubo.Este método puede reducir eficazmente la temperatura de trabajo del tubo y mejorar su fiabilidad y vida útil en entornos de alta temperaturaPor ejemplo, en el sistema de tuberías de aleación de níquel de algunos hornos industriales, el uso de una estructura refrigerada por aire puede reducir la temperatura de la superficie del tubo en 100 - 200 °C.