Technological conversion of Ni-based superalloys working in extreme conditions

Abstract

Istotą procesu konwersji w obszarze przemysłu metalowego jest wprowadzenie innowacyjnych pod względem materiałowym i technologicznym odlewanych komponentów w produkowanych maszynach i urządzeniach w miejsce tradycyjnych elementów kutych, spawanych, często wytwarzanych drogą obróbki mechanicznej, łączonych mechanicznie w bardziej złożone komponenty. Powszechnie wiadomo, że technologie odlewania, w przeciwieństwie do innych wymienionych powyżej technik formowania metalu, pozwalają nadać metalowi dowolny i nieraz najbardziej skomplikowany kształt – co daje możliwość wykonania odlewów zintegrowanych – niezbędnych elementów nowoczesnych maszyn i urządzeń. Powszechnie stosowane elementy metalowe wykonane technikami kucia czy też tłoczenia są zazwyczaj łączone (integrowane) dzięki stosowaniu technik spawania lub innych technik łączenia metali. Oznacza to niemal w każdym przypadku znaczną masę całego elementu, mniejszą jego sztywność, niską odporność na pracę w warunkach wysokiej temperatury, zmieniających się obciążeń, a także niższą odporność na zużycie ścierne. Z pomocą w tym przypadku przychodzą technologie odlewnicze, które mają do dyspozycji lekkie, wytrzymałe, odporne na wysokie temperatury i zmęczenie cieplne różnego rodzaju stopy odlewnicze. Jednocześnie przy wykorzystaniu nowoczesnych technik formowania jest możliwe tworzenie odlewów o bardzo złożonych i skomplikowanych kształtach, które jako jeden zintegrowany element w urządzeniu jest w stanie zastąpić kompleks innych elementów metalowych połączonych różnymi technikami. Takie rozwiązanie zapewni optymalizację właściwości użytkowych końcowego urządzenia. Naturalnym, oczywistym i zasadnym jest, że nie każdy metalowy element konstrukcyjny maszyny czy urządzenia powinien być zastępowany zintegrowanym elementem odlewanym. Toteż wykonanie konwersji powinno zostać poprzedzone szczegółowym procesem badawczo-aplikacyjnym ukierunkowanym na techniczną i ekonomiczną opłacalność takiej konwersji. Obecny poziom techniki odlewniczej pozwala na realizację konwersji odlewanych metalowych komponentów istotnych dla budowy maszyn stosowanych w rolnictwie, budownictwie, energetyce i eksploatacji bogactw naturalnych.The essence of the conversion process is the introduction of innovative in terms of materials and technology of cast parts, as components of manufactured machines and equipment in place of the traditional elements forged, welded, mechanically assembled parts. It is well known that the technology of casting, in contrast to other metal forming, mentioned above techniques will make it possible to give to metal even the most complicated shape – which gives the possibility to make integrated castings – essential elements of modern machines and equipment. Commonly used metal elements made by forging techniques have to be integrated by the use of welding techniques, or other metal joining techniques. This means that in almost every case a significant increase in weight of the entire item, low resistance to work in high temperature conditions, lower abrasion resistance. With the help to solve that case there are foundry technologies that are at the disposal of lightweight, durable, resistant to high temperatures and thermal fatigue different types of metal material. At the same time using modern molding techniques it is possible to create an integrated casting component, which, as an element of the device is able to replace complex combined different techniques other metal parts. This will ensure the optimization of the performance of the final device. It is natural and obvious that not every piece of metal construction machine or equipment will be possible to replace by an integrated casting part. Therefore, the performing of conversion process should be preceded by a detailed study, research and application-oriented process towards the technical and economic viability of such a conversion. The current level of technology allows the realization of the conversion of cast metal components essential for construction machinery used in agriculture, construction, power generation and exploitation of natural resources