Bir süper alaşın önemli bir örneğiInconel 718. Nikel bazlı bir süper alaşım, yaklaşık% 52-55 nikel,% 17-21 krom,% 4.75-5.5 niyobyum,% 2.8-3.3 molibden ve az miktarda demir, titanyum ve alüminyum içerir. Inconel 718, 650 dereceye (1.200 derece F) kadar kriyojenik koşullardan ve sürünme (sürekli stres altında yavaş deformasyon) ve korozyona kadar olan kriyojenik koşullardan geniş bir sıcaklık aralığında olağanüstü mukavemeti ile kutlanmaktadır. Gaz türbini diskleri, bıçaklar ve roket motoru bileşenleri gibi havacılık uygulamalarında, petrol ve gaz sondaj ekipmanı ve nükleer reaktörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Süper alaşımlar, nikel bazlı, kobalt bazlı ve demir bazlı alaşımlar en yaygın olanı ile taban elemanları tarafından kategorize edilir. İşte temel türler ve örnekler:
Nikel bazlı süper alaşımlar: Yüksek sıcaklık mukavemeti ve oksidasyon direncine değer verilen en büyük ve en çok yönlü kategori.
Inconel Serisi(Örneğin Inconel 600, 625, 718): Havacılık, kimyasal işleme ve nükleer endüstrilerde kullanılır.
Hastelloy Serisi(Örneğin, Hastelloy C-276): Asitlerde ve sert kimyasallarda aşırı korozyon direnci ile bilinir.
Waspaloy: Gaz türbini motorlarında 815 derecesinde (1.500 derece F) sürünme direnci için kullanılır.
Kobalt tabanlı süper alaşımlar: Daha pahalı olmalarına rağmen, yüksek sıcaklık oksidasyon ve aşınma direncinde mükemmeldir.
Stellite Serisi(Örneğin Stellite 6): Kesme aletlerinde, valf koltuklarında ve türbin bıçaklarında kullanılır.
Haynes 188: Fırın kısımlarında ve havacılıkta kullanılan 1.100 dereceye (2.012 derece F) kadar oksidasyona dirençli.
Demir tabanlı süper alaşımlar: Genellikle nikel ve krom içeren orta derecede yüksek sıcaklık performansı olan düşük maliyetli alternatifler.
Alaşım 800/800h: Isı eşanjörlerinde ve endüstriyel fırınlarda kullanılır.
A-286: Havacılık ve uzay bağlantı elemanları ve türbin bileşenleri için yağış sertleştirilmiş bir alaşım.
Nikel süper alaşımlar, özellikle tanımlayıcı özellikleri olan yüksek sıcaklıklarda olağanüstü bir güç sergiler. Güçleri, gerilme mukavemeti, akma mukavemeti ve sürünme direnci gibi özelliklerle ölçülür:
Gerilme mukavemeti: Oda sıcaklığında, nikel süper alaşımlar tipik olarak 800 MPa ile 1.600 MPa'nın üzerinde (116.000-232.000 psi) değişir. Örneğin:
Inconel 625: ~ 1.034 MPa (150.000 psi) oda sıcaklığında.
Inconel 718: ~ 1,240 MPa (180.000 psi) ısıl işlem gördüğünde.
Yüksek sıcaklık gücü: Çoğu metalden farklı olarak, güçleri aşırı sıcaklıklarda yüksek kalır. Örneğin:
Inconel 718, oda sıcaklığı gerilme mukavemetinin ~% 60'ını 650 derecede (1.200 derece F) korur.
Waspaloy, 815 dereceye (1.500 derece F) kadar yararlı mukavemet sağlar ve bu da onu türbin bıçakları için uygun hale getirir.
Sürünme direnci: Yüksek sıcaklıklarda uzun süreli stres altında kalıcı deformasyona direnirler. Örneğin, Inconel 617, önemli bir sürünme olmadan 850 derece (1.562 derece F) 100.000 saatlik strese dayanabilir.
Bu özellikler, katı çözelti güçlendirme (krom ve molibden gibi elementler yoluyla) ve yağış sertleştirme (gama-prime veya gama-double-prime fazları, örneğin, Inconel 718'deki niobium açısından zengin parçacıklar) dahil olmak üzere mikro yapılarından kaynaklanır.
Nikel süper alaşımları, aşırı koşullar yüksek sıcaklıklar, korozyon veya mekanik stres altında malzemelerin gerçekleştirilmesini gerektiren endüstrilerde kritiktir. Temel uygulamalar şunları içerir:
Havacılık ve Havacılık:
Gaz türbini motorları: türbin bıçakları, diskler, yanma odaları ve egzoz sistemleri (örneğin, türbin diskleri için Inconel 718, bıçaklar için waspaloy).
Roket Motorları: Yüksek ısı ve kimyasal yanmaya maruz kalan bileşenler (örneğin, nozul boğazları için hastelloy).
Enerji üretimi:
Enerji santrallerinde gaz ve buhar türbinleri: türbin rotorları ve ısı eşanjörleri gibi parçalar (örn., Buhar türbin kasaları için alaşım 600).
Nükleer reaktörler: yakıt kaplaması, ısı eşanjörleri ve yapısal bileşenler (örn., Inconel 690, radyasyon ve korozyona dirençli).
Kimyasal işleme:
Korozif kimyasalları kullanan reaktörler, borular ve vanalar (örn., Sülfürik asit veya klor ortamları için Hastelloy C-276).
Deniz ve deniz:
Denizaltı petrol ve gaz ekipmanı: deniz suyu korozyonuna dayanıklı vanalar, pompalar ve sondaj aletleri (örn. Inconel 625).
Otomotiv (yüksek performans):
Turboşarjlar ve yarış veya ağır hizmet tipi araçlarda egzoz sistemleri (örneğin, yüksek egzoz sıcaklıkları altında dayanıklılık için Inconel 625).
Tıbbi cihazlar:
Biyouyumluluk ve vücut sıvılarına karşı direnç nedeniyle implantlar (örn. Ortopedik bileşenler) (bazı nikel alerjileri, bazı durumlarda kullanımı sınırlamasına rağmen).
Benzersiz mukavemet, korozyon direnci ve termal stabilite kombinasyonu onları bu yüksek bahisli uygulamalarda yeri doldurulamaz hale getirir.
