1. Super -Alaşımların özellikleri nelerdir
Olağanüstü yüksek sıcaklık gücü: Gaz türbini motorları gibi uygulamalar için kritik olan erime noktalarının% 50'sini (genellikle 1000 derecenin üzerinde) aşan sıcaklıklarda bile önemli mekanik mukavemet elde ederler.
Oksidasyon ve korozyon direnci: Koruyucu bir oksit tabakası (örn., Krom oksit veya alüminyum oksit) yüzeylerinde oluşur, bunları gazlar, sıvılar veya sert ortamlarla (örn. Deniz, endüstriyel veya havacılık ayarları) kimyasal saldırılardan korur.
Sürünme direnci: Türbin bıçakları gibi bileşenlerde uzun süreli yapısal bütünlüğü sağlayarak sürekli mekanik stres ve yüksek sıcaklıklar altında kademeli deformasyona (sürünme) direnirler.
Termal yorgunluk direnci: Çatlak olmadan tekrarlanan ısıtma ve soğutma döngülerine dayanırlar, bu da onları dalgalanan sıcaklıklara maruz kalan parçalara uygun hale getirir.
İyi Üretilebilirlik: Yüksek mukavemetlerine rağmen, birçok süper alaşım, karmaşık bileşen üretimine izin vererek özel teknikler kullanılarak dövülebilir, dökülebilir veya kaynaklanabilir.
Mikroyapısal stabilite: İç yapıları (örneğin, çökeltiler, tane sınırları) yüksek sıcaklıklarda stabil kalır ve zaman içinde mekanik özelliklerin bozulmasını önler.
2. Nikel Superalloy'un gücü nedir
Oda sıcaklığı gerilme mukavemeti: Kompozisyona ve ısı işlemine bağlı olarak tipik olarak 800 MPa ila 1.500 MPa'nın üzerinde değişir. Örneğin, Inconel 718, yaşlı durumunda ~ 1.300 MPa'lık bir gerilme mukavemetine sahiptir.
Yüksek sıcaklık gücü: 1.100 dereceye kadar sıcaklıklarda dikkate değer bir güç sağlarlar. Örneğin, tek kristal nikel süperaloylar (örn., CMSX-4), bu sıcaklıklarda çelik veya alüminyum alaşımlarının mukavemetini çok aşan 1000 derecede ~ 700 MPa'lık bir gerilme mukavemetini korur.
Sürünme gücü: Yüksek sıcaklık uygulamaları için kritik bir özellik olan nikel süper alaşımlar, sürünme deformasyonuna direnir. Aşırı uzama olmadan binlerce saat boyunca yükleri 800-1.000 derece sürdürebilirler. Örneğin, Inconel 625 minimal sürünme sergiler (<0.1% per 1,000 hours) under 100 MPa at 800°C.
Yorgunluk gücü: Yüksek sıcaklıklarda bile döngüsel yüklemeye iyi dayanırlar. Bu, çalışma sırasında tekrarlanan stres döngüleri yaşayan türbin diskleri ve bıçaklar gibi bileşenler için hayati önem taşır.
3. Nikel süper alaşımının bileşimi nedir
Nikel (NI): Sabit bir matris ve yüksek sıcaklık stabilitesi sağlayan temel metal.
Krom (CR): Koruyucu bir cr₂o₃ tabakası oluşturarak oksidasyon ve korozyon direncini iyileştirmek için% 10-20 eklendi.
Kobalt (CO): Genellikle yüksek sıcaklık mukavemetini artırmak ve sürünme oranlarını azaltmak için dahildir (%5-20).
Alüminyum (AL) ve Titanyum (TI): Bu elementler (kombine%2-8), yüksek sıcaklık mukavemeti için anahtar bir mekanizma olan çökeltme sertleştirme yoluyla alaşımı güçlendiren metalik çökeltiler (örn. 'Faz, ni₃al veya ni₃ti) oluşturur.
Molibden (MO) ve Tungsten (W): Matrisi güçlendirmek, gerilme ve sürünme mukavemetini iyileştirmek için katı çözelti için eklendi (%1-10).
Niobium (NB) ve Tantal (TA): Bu elementler (%1-5) yağış sertleşmesine (örneğin, Inconel 718'de "faz oluşturma) katkıda bulunur ve sürünme direncini arttırır.
Küçük unsurlar: Tahıl sınırlarını güçlendirmek için genellikle taneler arası çatlamayı azaltarak küçük miktarlarda karbon (C), bor (B), zirkonyum (Zr) veya Hafnium (HF) eklenir.
Inconel 718: ~% 52 Ni,% 19 Cr,% 18.5 Fe,% 5 NB,% 3 Mo,% 1 Ti,% 0.6 Al.
CMSX-4 (tek kristal): ~% 61 Ni,% 20 CR,% 9 CO,% 6.5 Al,% 6 W,% 1 Ti,% 1 TA.
4. Nikel bazlı alaşımlar ne için kullanılır?
Gaz türbin motorları: türbin bıçakları, diskler, yanma odaları ve egzoz sistemleri (örneğin, türbin diskleri için Inconel 718, yüksek basınçlı türbin bıçakları için tek kristal alaşımlar).
Roket Motorları: Yüksek sıcaklıkta yanma gazlarına maruz kalan bileşenler.
Güç üretimi için gaz ve buhar türbinleri: Sürünme ve oksidasyon direncinin kritik olduğu yüksek sıcaklık bölümleri (örneğin, bıçaklar, nozullar).
Nükleer reaktörler: yakıt kaplaması, ısı eşanjörleri ve radyasyona ve aşındırıcı soğutuculara dirençli yapısal bileşenler (örn. Inconel 600).
Korozyona dayanıklı ekipman: Asitleri (örn. Sülfürik asit), alkaliler veya klorür açısından zengin ortamları (örn., Hastelloy C-276) kullanan reaktörler, borular, valfler ve ısı eşanjörleri.
Tuzlu su korozyonuna karşı direnç esansiyel olduğu açık deniz petrol ve gaz platformları, gemi pervaneleri ve deniz suyu taşıma sistemleri için bileşenler.
Biyouyumlulukları, korozyon direncleri ve mukavemetleri (örneğin, nikel-titanyum alaşımı olan nitinol, stentler için kullanılır) implantları (örn. Ortopedik veya diş).
Yüksek sıcaklık mukavemeti ve korozyon direncinin gerekli olduğu yüksek performanslı araçlarda turboşarj bileşenleri ve egzoz sistemleri.
