การประยุกต์ใช้โลหะผสมโคบอลต์ในเครื่องยนต์อากาศยาน

การทำงานของเครื่องยนต์อากาศยาน ตั้งแต่ห้องเผาไหม้อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง ไปจนถึงส่วนประกอบของกังหันหมุนความเร็วสูง ล้วนเป็นการทดสอบประสิทธิภาพของวัสดุในทุกขั้นตอน ด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัวของวัสดุ โลหะผสมโคบอลต์จึงกลายเป็นวัสดุหลักที่ช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างเสถียร โดยเฉพาะอย่างยิ่งโลหะผสมโคบอลต์ 6

ส่วนประกอบแกนภายในของเครื่องยนต์การบินและอวกาศ

ชิ้นส่วนแกนกลางภายในของเครื่องยนต์อากาศยานต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ใบพัดเทอร์ไบน์หมุนหลายพันรอบต่อนาทีในอุณหภูมิตั้งแต่ 800 ถึง 1100 องศาเซลเซียส ทนทานต่ออุณหภูมิสูงและการสึกหรออย่างต่อเนื่องที่เกิดจากอนุภาคทรายและฝุ่นที่พัดพามาโดยการไหลของก๊าซความเร็วสูง เมื่อเวลาผ่านไป พื้นผิวใบพัดจะเสี่ยงต่อความเสียหายอย่างมาก

เนื่องจากเป็นพื้นที่แกนกลางที่เชื้อเพลิงเผาไหม้ ห้องเผาไหม้จึงมีอุณหภูมิภายในที่สูงมาก ก๊าซจากการเผาไหม้ยังประกอบด้วยสารกัดกร่อนจำนวนมาก เช่น ออกซิเจนและสารประกอบซัลเฟอร์ ซึ่งกัดกร่อนผนังห้องเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง

วาล์วต้องเปิดและปิดบ่อยครั้งสอดคล้องกับการทำงานของเครื่องยนต์ ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง วาล์วต้องทนต่อแรงเสียดทานจากการเคลื่อนไหวทางกล ขณะเดียวกันก็ต้องรับมือกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรุนแรงระหว่างการสตาร์ทและการปิดเครื่อง ซึ่งทำให้วาล์วมีโอกาสเสียหายได้ง่ายเนื่องจากความเครียดจากความร้อนที่มากเกินไป

ตลับลูกปืนและพื้นผิวซีลต้องทนต่อแรงเสียดทานและแรงสั่นสะเทือนจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์อย่างต่อเนื่อง หากเกิดการสึกหรอมากเกินไป อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานโดยรวมของเครื่องยนต์

โลหะผสมโคบอลต์ 6 เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับส่วนประกอบหลายประเภท

ด้วยข้อกำหนดที่เข้มงวดของส่วนประกอบเครื่องยนต์อากาศยาน โคบอลต์อัลลอยด์ 6 ได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับตัวที่ยอดเยี่ยม ในการผลิตใบพัดกังหัน การนำโคบอลต์อัลลอยด์ 6 มาใช้ช่วยให้ใบพัดรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่มั่นคงภายใต้อุณหภูมิสูง แรงดันสูง และสภาวะการสึกหรออย่างต่อเนื่อง ช่วยยืดอายุการใช้งานของใบพัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลังจากนำโคบอลต์อัลลอยด์ 6 มาใช้กับห้องเผาไหม้ ความทนทานต่อการกัดกร่อนของโคบอลต์อัลลอยด์ 6 เพิ่มขึ้นอย่างมาก ช่วยให้รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายใต้การกัดกร่อนของก๊าซอุณหภูมิสูง และให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้สำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่องของเครื่องยนต์ การใช้โคบอลต์อัลลอยด์ 6 สำหรับวาล์ว ซึ่งใช้ประโยชน์จากความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและแรงเสียดทานเชิงกลที่ยอดเยี่ยม ช่วยให้วาล์วสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบ่อยครั้งและแรงเสียดทานเชิงกล ลดโอกาสการเสียหาย การใช้โคบอลต์อัลลอยด์ 6 สำหรับตลับลูกปืนและพื้นผิวซีล ช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ลดการสึกหรอระหว่างส่วนประกอบ และเพิ่มเสถียรภาพในการทำงานของเครื่องยนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สมรรถนะของโลหะผสมโคบอลต์ 6

โลหะผสมโคบอลต์ 6 มีบทบาทสำคัญในเครื่องยนต์อากาศยานเนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัว ในด้านความทนทานต่อการสึกหรอที่อุณหภูมิสูง สารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกและคาร์ไบด์ที่เสถียรซึ่งก่อตัวขึ้นภายในจะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันที่แข็งแกร่ง ทำให้มีความแข็ง เอชอาร์ซี 40-45 ที่อุณหภูมิห้อง แม้ในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูง ความแข็งจะเสื่อมลงอย่างช้ามาก ทำให้มีความทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่าเหล็กกล้าทั่วไปและโลหะผสมนิกเกิล และสามารถทนต่อการสึกหรอของชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ใบพัดกังหันได้อย่างง่ายดาย

ปริมาณโครเมียม 27-32% จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง ก่อให้เกิดชั้นป้องกันโครเมียมออกไซด์ (Cr₂O₃) ที่มีความหนาแน่นสูง ชั้นนี้จะยึดเกาะแน่นกับพื้นผิวของวัสดุ ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันที่แข็งแกร่งเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนจากก๊าซเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบต่างๆ เช่น ห้องเผาไหม้ได้อย่างมาก

โลหะผสมโคบอลต์ 6 รักษาความแข็งแรงและทนต่อแรงกระแทกได้อย่างมั่นคงแม้ในอุณหภูมิสูง หมายความว่าไม่แตกหรือหักง่ายภายใต้สภาวะช็อกจากความร้อนที่รุนแรงระหว่างการสตาร์ทและดับเครื่องยนต์ หรือระหว่างการสั่นสะเทือนความถี่สูงระหว่างการทำงาน จึงเป็นรากฐานที่มั่นคงสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์อย่างปลอดภัย

นอกจากนี้ โคบอลต์อัลลอย 6 ยังมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำและคุณสมบัติป้องกันการยึดติดสูง คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้โคบอลต์อัลลอย 6 มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการใช้งาน เช่น ตลับลูกปืนและพื้นผิวซีล ซึ่งสามารถลดการสึกหรอจากแรงเสียดทาน ลดการสูญเสียพลังงาน และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานโดยรวมของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก

โดยสรุปแล้ว โคบอลต์ โลหะผสม 6 มีบทบาทสำคัญในส่วนประกอบสำคัญต่างๆ มากมายของเครื่องยนต์อากาศยาน เนื่องจากมีคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่โดดเด่น