Investigación del Comportamiento de Frotamiento a Alta Velocidad de la Superaleación GH4169 con Compuestos de SiC/SiC
Autores: Mi, Zhaoguo; Jiang, Kanghe; Yang, Yicheng; Cheng, Zhenhua; Yang, Weihua; Sun, Zhigang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación del Comportamiento de Frotamiento a Alta Velocidad de la Superaleación GH4169 con Compuestos de SiC/SiC
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Carburo de silicio
SiC/SiC
Compuesto de matriz cerámica
Superaleación a base de níquel
Aplicaciones a alta temperatura
Comportamiento tribológico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La matriz de carburo de silicio reforzada con fibra de carburo de silicio (SiC/SiC), el compuesto de matriz cerámica (CMC) y la superaleación a base de níquel GH4169 pueden ser utilizados en aplicaciones de alta temperatura debido a su rendimiento a altas temperaturas. Los compuestos SiC/SiC se utilizan comúnmente en los anillos exteriores de las turbinas, donde enfrentan fricción y desgaste contra las palas de la turbina. Este roce a alta velocidad ocurre con frecuencia en motores de aviones y turbinas de vapor. Para investigar el comportamiento tribológico de estos materiales, se realizaron experimentos de roce entre el SiC/SiC y la superaleación GH4169. Los experimentos involucraron variar las velocidades de las puntas de las palas desde 100 m/s hasta 350 m/s y las tasas de incursión desde 5 m/s hasta 50 m/s a temperatura ambiente. Además, se realizaron experimentos a altas temperaturas para comparar el comportamiento tribológico en condiciones ambientales. Los resultados indicaron que la superaleación GH4169 exhibió desgaste por surcos abrasivos durante el roce tanto a temperatura ambiente como a alta temperatura. Además, a temperaturas elevadas, parte de la superaleación GH4169 se adhirió a la superficie del SiC/SiC. El análisis de los experimentos realizados a temperaturas ambientales reveló que el coeficiente de fricción aumentó con velocidades de punta de pala más altas (100~350 m/s). Sin embargo, el coeficiente fue más bajo a altas temperaturas en comparación con la temperatura ambiente. Además, se observaron aumentos significativos de temperatura durante el roce a temperatura ambiente, mientras que se detectaron cambios de temperatura mínimos en la superficie de roce a altas temperaturas.
Descripción
La matriz de carburo de silicio reforzada con fibra de carburo de silicio (SiC/SiC), el compuesto de matriz cerámica (CMC) y la superaleación a base de níquel GH4169 pueden ser utilizados en aplicaciones de alta temperatura debido a su rendimiento a altas temperaturas. Los compuestos SiC/SiC se utilizan comúnmente en los anillos exteriores de las turbinas, donde enfrentan fricción y desgaste contra las palas de la turbina. Este roce a alta velocidad ocurre con frecuencia en motores de aviones y turbinas de vapor. Para investigar el comportamiento tribológico de estos materiales, se realizaron experimentos de roce entre el SiC/SiC y la superaleación GH4169. Los experimentos involucraron variar las velocidades de las puntas de las palas desde 100 m/s hasta 350 m/s y las tasas de incursión desde 5 m/s hasta 50 m/s a temperatura ambiente. Además, se realizaron experimentos a altas temperaturas para comparar el comportamiento tribológico en condiciones ambientales. Los resultados indicaron que la superaleación GH4169 exhibió desgaste por surcos abrasivos durante el roce tanto a temperatura ambiente como a alta temperatura. Además, a temperaturas elevadas, parte de la superaleación GH4169 se adhirió a la superficie del SiC/SiC. El análisis de los experimentos realizados a temperaturas ambientales reveló que el coeficiente de fricción aumentó con velocidades de punta de pala más altas (100~350 m/s). Sin embargo, el coeficiente fue más bajo a altas temperaturas en comparación con la temperatura ambiente. Además, se observaron aumentos significativos de temperatura durante el roce a temperatura ambiente, mientras que se detectaron cambios de temperatura mínimos en la superficie de roce a altas temperaturas.