مقدمه
فرو مولیبدن به عنوان منبع اصلی مولیبدن در سوپرآلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت، نقش حیاتی در توربینهای گازی دارد. این فروآلیاژ با افزودن ۲ تا ۹ درصد مولیبدن، مقاومت به خزش، اکسیداسیون و سایش در دمای ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد را افزایش میدهد. در سوپرآلیاژهایی مثل Inconel 718، Haynes 188 و Rene 41، فرو مولیبدن عمر پرهها و دیسکهای توربین را تا ۱۰۰,۰۰۰ ساعت میرساند. این مقاله به بررسی کاربرد فرو مولیبدن در توربینهای گازی، مکانیزمها، فرآیندها و مزایای آن میپردازد.
نقش فرو مولیبدن در سوپرآلیاژهای توربین
توربینهای گازی در نیروگاههای سیکل ترکیبی و هواپیماها نیاز به سوپرآلیاژهایی با مقاومت به خزش و اکسیداسیون بالا دارند. فرو مولیبدن با تشکیل کاربیدهای Mo₂C و M₆C در مرز دانهها، حرکت نابجایی را مهار میکند. در Inconel 718، ۳ درصد مولیبدن استحکام را در ۶۵۰ درجه حفظ میکند. در Haynes 188 پایه کبالت، ۱۰ تا ۱۴ درصد مولیبدن مقاومت به سولفیداسیون را بالا میبرد.
در ترکیب با فروکروم کم کربن برای لایه Cr₂O₃ و فرو وانادیم برای تقویت رسوبی بهترین عملکرد حاصل میشود. برای جزئیات فنی به بولتن فنی Special Metals Inconel 718 مراجعه کنید.
مکانیزمهای تقویت در دمای بالا
تشکیل کاربید Mo₂C مولیبدن با کربن ترکیب شده و Mo₂C پایدار تا ۱۲۰۰ درجه تشکیل میدهد.
تقویت محلول جامد مولیبدن در ماتریس γ نیکل جایگزین شده و مدول برشی را افزایش میدهد.
مهار رشد دانه کاربیدهای M₆C و M₂₃C₆ در مرز دانهها از رشد دانه جلوگیری میکنند.
مقاومت به سولفیداسیون مولیبدن با گوگرد ترکیب شده و از حمله سولفیدی در سوختهای حاوی گوگرد جلوگیری میکند.
در ترکیب با فرو تیتانیوم برای تثبیت نیتروژن و سیلیکون متال برای اکسیژنزدایی.
برای اطلاعات بیشتر در مورد سوپرآلیاژها به ویکیپدیا سوپرآلیاژ و Haynes 188 مراجعه کنید.
فرآیند استفاده در تولید سوپرآلیاژ توربین
فرو مولیبدن در مرحله VIM (Vacuum Induction Melting) یا VAR (Vacuum Arc Remelting) به مذاب اضافه میشود. در Inconel 718، مصرف ۳ درصد مولیبدن با فرو بور برای سختشوندگی ترکیب میشود.
در Haynes 188، مصرف ۱۴ درصد مولیبدن با فروکروم کم کربن برای مقاومت به اکسیداسیون.
فرآیند عملیات حرارتی شامل Solution Annealing در ۹۵۰ درجه و Aging در ۷۲۰ درجه است.
کاربرد در توربینهای گازی
پرههای ردیف اول و دوم توربین گازی دیسکهای کمپرسور و توربین نازلهای سوخت قطعات داغ در توربینهای MAPNA و صنایع هوافضا
در این کاربردها فرو مولیبدن عمر قطعه را در دمای بالا افزایش میدهد.
مزایای فرو مولیبدن در توربین گازی
مقاومت به خزش طولانیمدت پایداری در دمای بالا مقاومت به سولفیداسیون و اکسیداسیون چقرمگی خوب در هسته
این مزایا فرو مولیبدن را به انتخاب اصلی برای سوپرآلیاژهای توربین تبدیل کرده است.
جمعبندی
نیک آراد تأمینکننده فرو مولیبدن برای سوپرآلیاژهای توربین گازی فرو مولیبدن با آنالیز دقیق ترکیب با فروکروم و فرو وانادیم درخواست مشاوره فنی
