SuperAlloys (همچنین "آلیاژهای عملکرد بالا-" نیز نامیده می شود) یک کلاس تخصصی از مواد فلزی برای حفظقدرت مکانیکی بالا, ثبات ساختاریوتمقاومت در برابر تخریب(به عنوان مثال ، خوردگی ، اکسیداسیون ، خزش) در دماهای بسیار بالا-} به طور معمول بالاتر از 600 درجه (1112 درجه f) و در برخی موارد بیش از 1000 درجه (1832 درجه f). آنها با توانایی مقاومت در برابر محیط های شیمیایی سخت و استرس مکانیکی (مانند بارگذاری چرخه ای) بدون سایش یا خرابی قابل توجه ، بیشتر متمایز می شوند.
Unponel با همه این معیارها روبرو و فراتر می رود. بر خلاف آلیاژهای معمولی (به عنوان مثال ، فولاد ضد زنگ ، آلیاژهای آلومینیومی) که در دماهای بالا قدرت یا تغییر شکل را از دست می دهند ، Infonel بار خود را حفظ می کند-} تحمل ظرفیت و ثبات ابعادی حتی در گرمای شدید ، آن را به یک فوق العاده فوق العاده تبدیل می کند.
Inconel بخشی از یک خانواده استنیکل - chromium (ni - cr) superalloys پایه، با نیکل به عنوان عنصر اصلی (به طور معمول وزن 50-80 ٪). این پایه غنی نیکل- بسیار مهم است زیرا نیکل قدرت عالی و مقاومت دما و مقاومت در برابر اکسیداسیون را عالی می کند. کروم (معمولاً 10-25 ٪) برای تقویت مقاومت در برابر خوردگی- به ویژه در برابر محیط های اکسید کننده (به عنوان مثال ، هوای دما {11} بالا ، محلول های اسیدی) اضافه می شود.
بسته به درجه خاص ، Inconel همچنین ممکن است سایر عناصر آلیاژ را برای تنظیم خواص آن شامل شود:
تیتانیوم (TI) و آلومینیوم (AL):ترویج "سخت شدن بارش" ، فرآیندی که ذرات ریز و پایدار را در ساختار فلز ایجاد می کند تا قدرت را در دماهای بالا تقویت کند (برای نمرات مانند INCONEL 718 بسیار مهم است).
مولیبدن (MO) و تنگستن (W):مقاومت در برابر "خزش" (تغییر شکل آهسته و دائمی تحت استرس مداوم در دماهای بالا) و بهبود قدرت در محیط های شیمیایی تهاجمی را تقویت کنید.
Niobium (NB ، که به آن کلمبوم نیز گفته می شود):ساختار کریستالی آلیاژ را تثبیت می کند و آن را بیشتر تقویت می کند ، به خصوص در برنامه های دمای بالا- (یک مؤلفه اصلی INCONEL 718).
آهن (آهن):در برخی از نمرات (به عنوان مثال ، Inconel 600) برای بهبود کارآیی و کاهش هزینه ، بدون به خطر انداختن خصوصیات اصلی SuperAlloy اضافه شده است.
ترکیب Infonel به آن مجموعه ای از خواص که ویژگی های بارز SuperAlloys است ، می دهد ، و آن را در بسیاری از برنامه های High -}}} غیر قابل تعویض می کند:
بر خلاف اکثر فلزات ، که در دماهای بالا نرم و تغییر شکل می یابد ، این Inconel قدرت کششی خود (توانایی مقاومت در برابر شکستن تحت تنش) را حفظ می کند و قدرت (توانایی مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی) حتی بالاتر از 800 درجه (1،472 درجه F) را حفظ می کند. به عنوان مثال:
Inconel 718 ، یکی از پرکاربردترین نمرات ، قدرت کششی بیش از 1200 مگاپاسکال (174،000 psi) در 650 درجه (1،202 درجه f)- بسیار بالاتر از آلیاژهای معمولی مانند 316 استیل استنلس است.
مقاومت آن در برابر خزش برای کاربردهایی مانند تیغه های توربین گازی بسیار مهم است ، جایی که این ماده در معرض استرس ثابت (از نیروهای گریز از مرکز) و درجه حرارت تا 1000 درجه برای هزاران ساعت قرار دارد.
Inconel یک نازک ، متراکم وخود - لایه اکسید شفابخش(در درجه اول اکسید کروم ، cr₂o₃) در هنگام قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی اکسیژن یا تهاجمی ، روی سطح آن قرار می گیرد. این لایه از اکسیداسیون بیشتر (زنگ زدگی) یا حمله شیمیایی ، حتی در محیط های سخت جلوگیری می کند:
در برابر خوردگی در محلول های اسیدی (به عنوان مثال ، اسید سولفوریک ، اسید هیدروکلریک) ، محلول های قلیایی و آب شور-}}} ایجاد آن برای تجهیزات پردازش شیمیایی و کاربردهای دریایی است.
در محیط های اکسید کننده درجه حرارت بالا- (به عنوان مثال ، اتاق های احتراق موتور جت) ، در برابر اکسیداسیون و "خوردگی داغ" (تخریب از گوگرد یا وانادیوم در سوخت) مقاومت می کند.
Infonel دارای ضریب پایین گسترش حرارتی (CTE) - به این معنی است که در هنگام گرم شدن یا خنک شدن حداقل آن را گسترش داده و منقبض می کند. این پایداری مانع از پیچ و تاب یا ترک خوردگی در برنامه هایی با تغییرات سریع دمای (به عنوان مثال ، اجزای هوافضا ، قطعات راکتور هسته ای) می شود ، جایی که دقت بعدی بسیار مهم است.
در حالی که بسیاری از سوپر آلوها به دلیل قدرت بودن آنها دشوار است ، اما نمرات Inconel (به ویژه 600 و 718) می توانند با تکنیک های تخصصی جعلی ، جوش داده و ماشینکاری شوند. این کارآیی باعث می شود که برای تولید اجزای پیچیده (به عنوان مثال ، دیسک های توربین ، مبدل های حرارتی) بدون قربانی کردن عملکرد ، عملی شود.
وضعیت Infonel به عنوان یک Superalloy بیشتر با استفاده از آن در صنایعی که بیشترین عملکرد مواد را دارند ، تأیید می شود:
هوافضا و هواپیمایی:مورد استفاده در اجزای موتور جت (محفظه های احتراق ، تیغه های توربین ، پس از آن) ، نازل های موشک و قطعات ساختاری هواپیما-} که در آن درجه حرارت بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و قدرت غیر- قابل مذاکره است.
تولید برق:در توربین های گازی (برای تولید برق) و راکتورهای هسته ای (روکش سوخت ، مبدل های حرارتی)-}} مقاومت در برابر خزش ، آسیب اشعه و خنک کننده های خورنده (به عنوان مثال آب ، سدیم مایع) استفاده می شود.
پردازش شیمیایی:در راکتورها ، خطوط لوله و دریچه ها برای دست زدن به مواد شیمیایی خورنده (به عنوان مثال ، اسیدها ، حلالها) در دماهای بالا و فشارها استفاده می شود.
نفت و گاز:مورد استفاده در ابزارهای Downhole و تجهیزات چاه-} تحمل دمای بالا (حداکثر 600 درجه) و مایعات خورنده (به عنوان مثال ، سولفید هیدروژن ، آب نمک) در چاه های روغن عمیق.
اتومبیل (عملکرد بالا-} عملکرد):در سیستم های اگزوز موتور مسابقه و توربوشارژرها-} مقاومت در برابر گرمای شدید و خوردگی گاز اگزوز یافت می شود.
به طور خلاصه ، INCONEL فقط یک "آلیاژ عملکرد بالا -" نیست - این یک سوپالوی نمونه اولیه است. نیکل - پایه کروم ، که توسط عناصر آلیاژی استراتژیک تقویت شده است ، خصوصیات تعیین کننده superalloy را ارائه می دهد: قدرت دما {4} بالا ، مقاومت خزش ، مقاومت خوردگی/اکسیداسیون و ثبات ابعادی. این خصوصیات باعث می شود در صنایعی که عدم موفقیت مواد می تواند منجر به عواقب فاجعه آمیز شود (به عنوان مثال ، هوافضا ، تولید برق) و طبقه بندی آن به عنوان یک سوپر آلاینده را تأیید می کند.
