1. چه چیز خاصی در مورد SuperAlloys وجود دارد؟

برجسته بالا - پایداری دما: بر خلاف اکثر موادی که استحکام ، انعطاف پذیری یا یکپارچگی ساختاری را در دماهای بالا از دست می دهند (به طور معمول بالاتر از 600 درجه) ، SuperAlloys خصوصیات مکانیکی بحرانی را حفظ می کنند- مانند مقاومت کششی ، مقاومت در برابر خزش (مقاومت در برابر تغییر شکل تدریجی تحت استرس پایدار) ، و مقاومت خستگی {2 {2} حتی در درجه حرارت 1-200 این توسط ریزساختارهای تخصصی آنها (به عنوان مثال ، رسوب "{8}} ne ni₃al در نیکل {9} superalloys مبتنی بر نیکل) و طرح های آلیاژ فعال می شود.

مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون برتر: آنها فیلم های اکسید محافظ متراکم و چسبنده (به عنوان مثال ، Cr₂o₃ یا Al₂o₃) را در سطوح خود در هنگام قرار گرفتن در معرض محیط های سخت ، از جمله گازهای دمای بالا {2} ، آب دریا ، محلول های اسیدی یا خورنده های صنعتی تشکیل می دهند. این امر از تخریب مواد جلوگیری می کند و عمر خدمات را در تنظیمات تهاجمی گسترش می دهد.

عملکرد مناسب برای افراط و تفریط خاص: superalloys یک کلاس مادی نیست بلکه یک خانواده آلیاژ (نیکل- مبتنی بر ، cobalt {{1} مبتنی بر ، آهن {{2} مبتنی بر) است که برای نیازهای هدفمند طراحی شده است. به عنوان مثال ، SUPELLOY های مبتنی بر Supe-- مبتنی بر مرزهای دانه برای مقاومت در برابر خزش در توربین های موتور جت ، از بین می برند ، در حالی که Superalloys مبتنی بر Cobalt- در مقاومت سایش برای ابزارهای برش درجه حرارت بالا 7 {7}.

حفظ خواص تحت شرایط استرس چند {0}: آنها می توانند در برابر اثرات ترکیبی درجه حرارت بالا ، فشار بالا ، بارگذاری چرخه ای و حمله شیمیایی مقاومت کنند.

2. مضرات Superalloys چیست؟

هزینه های تولید و مواد بسیار بالا: SuperAlloys به عناصر آلیاژ نادر و گران قیمت (به عنوان مثال ، تانتالوم ، تنگستن ، رنیوم ، نیوبیوم) و فرآیندهای تولید پیچیده (به عنوان مثال ، ذوب القایی خلاء ، رشد کریستالی تک {4} ، فشار ایزوستاتیک داغ) متکی هستند. این عوامل باعث می شود مواد اولیه و تولید آنها به مراتب بیشتر از آلیاژهای معمولی-} اغلب 5 تا 10 برابر گرانتر از فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای آلومینیوم باشد.

ماشینکاری ضعیف و شکل گیری: استحکام بالای آنها (حتی در دمای اتاق) و ریزساختارهای سخت (به عنوان مثال ، مراحل رسوبی) با استفاده از ابزارهای برش استاندارد ، آنها را دشوار می کند. ماشینکاری SuperAlloys به تجهیزات تخصصی (به عنوان مثال ، 5- ابزارهای کاربید سرعت ، خنک کننده کرایوژنیک) و سرعت پردازش آهسته نیاز دارد ، که باعث افزایش زمان تولید ، هزینه کار و سایش ابزار می شود. تشکیل فرآیندهایی مانند جعل یا نورد نیز نیاز به درجه حرارت و فشارهای بالا و افزودن پیچیدگی دارد.

چگالی بالا و مجازات های وزن: بیشتر SuperAlloys (به خصوص نیکل - مبتنی بر انواع مختلف- مبتنی بر) دارای چگالی بالایی هستند (به عنوان مثال ، 8.2 گرم در سانتی متر مربع برای Inconel 718 ، در مقایسه با 2.7 گرم/سانتی متر برای آلومینیوم). این باعث می شود آنها برای وزن {8 {8} برنامه های حساس (به عنوان مثال ، اجزای هواپیمای سبک وزن) نامناسب باشند ، زیرا می توانند وزن کلی سیستم را افزایش داده و راندمان انرژی را کاهش دهند.

بازیافت محدود و تأثیرات زیست محیطی: استخراج و پالایش عناصر آلیاژ نادر (به عنوان مثال ، رنیوم) انرژی - فشرده و آسیب زا است. علاوه بر این ، SuperAlloys بازیافت از نظر فنی به دلیل ترکیب پیچیده آنها- جداسازی و بازیابی عناصر فردی نیاز به فرآیندهای پیشرفته دارد (به عنوان مثال ، شستشوی شیمیایی ، تقطیر خلاء) ، که پرهزینه هستند و به طور گسترده اتخاذ نمی شوند.

حساسیت به حالت های شکست خاص (در شرایط شدید): در حالی که بسیار بادوام است ، از آسیب دیدن مصون نیستند. به عنوان مثال ، نیکل- superalloys مبتنی بر "ترک خوردگی خستگی حرارتی" تحت چرخه های گرمایش/سرمایش مکرر رنج می برد ، و Superalloys های کریستالی تک {2} در صورت قرار گرفتن در معرض استرس غیر منتظره در دمای پایین ، آسیب پذیر هستند.

3. مزایای Superalloys چیست؟

استثنایی بالا - عملکرد مکانیکی دما: این تعیین کننده ترین مزیت آنها است. آنها در برابر خزش (تغییر شکل آهسته تحت استرس درجه حرارت 1-) و خستگی حرارتی (ترک خوردگی از گرمایش/سرمایش مکرر) به مراتب بهتر از آلیاژهای معمولی مقاومت می کنند. به عنوان مثال ، نیکل- superalloys مبتنی بر INCONEL 718 بیش از 90 ٪ از اتاق خود را حفظ می کند-} دما در 650 درجه ، استفاده از آنها را در توربین های موتور جت و بخش های گرم توربین گازی فراهم می کند.

مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون عالی: در محیط های سخت - مانند آب شور دریایی ، مواد شیمیایی صنعتی یا گازهای احتراق دما بالا {1} بالا- superalloys یک لایه اکسید پایدار و غیرقابل تحمل را تشکیل می دهد که به عنوان سد در برابر تخریب مواد عمل می کند. به عنوان مثال ، SuperAlloys مبتنی بر Cobalt- ، در برابر خوردگی در محیط های کلرید اسیدی و بالا {5} مقاومت کنید ، و آنها را برای تجهیزات پردازش شیمیایی ایده آل می کند.

عمر و قابلیت اطمینان طولانی: توانایی آنها برای مقاومت در برابر شرایط شدید بدون تخریب ، به طول عمر مؤلفه طولانی تر و کاهش فرکانس نگهداری ترجمه می شود. به عنوان مثال ، در هوافضا ، تیغه های توربین Superalloy می توانند هزاران ساعت پرواز قبل از تعویض کار کنند و هزینه های خرابی و عملیاتی را برای خطوط هوایی کاهش دهند.

تطبیق پذیری در انواع آلیاژ: خانواده SuperAlloy شامل نیکل - مبتنی بر (بسیار مورد استفاده) ، کبالت- مبتنی بر (مقاومت در برابر سایش عالی) و آهن {2} مبتنی بر (هزینه- برای دمای متوسط) است. این تنوع به آنها اجازه می دهد تا متناسب باشندo برنامه های خاص - از قطعات موتور جت دما بالا - دما (نیکل- مبتنی بر تک تک {{3} آلیاژهای کریستالی) به کاشت های پزشکی (خوردگی- کابلت مقاوم {5} 5}} کرومایوم Superalloys).

سازگاری با تولید پیشرفته: بسیاری از SuperAlloys را می توان با استفاده از حالت - - تکنیک های هنری - مانند ساخت افزودنی (چاپ سه بعدی) ، ریخته گری کریستالی تک- و فشار ایزوستاتیک داغ پردازش کرد. این امکان تولید اجزای شکل پیچیده ، نزدیک --} را فراهم می کند (به عنوان مثال ، تیغه های توربین پیچیده) که ساخت آن با روش های معمولی دشوار یا غیرممکن هستند ، ضمن حفظ ویژگی های عملکرد بالا {10 {.