L-ewwel, huwa essenzjali li jiġu ċċarati d-definizzjonijiet tekniċi li jirregolaw dawn il-kategoriji materjali, kif stabbiliti mill-istandards tal-industrija (eż., ASTM, ISO, u prinċipji tal-inġinerija metallurġiċi):
Azzar li ma jissaddadx: AnIron (fe) - liga bbażatadefinit primarjament bil-kontenut tal-kromju (cr) tiegħu -minimu 10.5 wt% cr(għal kull ASTM A941). Il-kromju jirreaġixxi bl-ossiġnu biex jifforma saff irqiq, aderenti, u awto - ossidu tal-kromju (cr₂o₃) fuq il-wiċċ, li jipprevjeni aktar ossidazzjoni (sadid) u jipprovdi reżistenza bażika tal-korrużjoni. Elementi addizzjonali ta 'liga (eż., Nickel (Ni) għal duttilità fi gradi awstenitiċi bħal 304/316, molybdenum (MO) għar-reżistenza għall-pitting fi 316L, jew titanju (ti) għall-istabbilizzazzjoni fi 321) huma miżjuda biex itejbu l-proprjetajiet speċifiċi, iżda l-matriċi tal-qalba tibqa' ħadid - ibbażat.
Superalloy: Livell għoli - liga tal-prestazzjoni inġinerija espliċitament għalUltra - Għoli - Servizz tat-Temperatura (tipikament ikbar minn jew daqs 800 grad / 1472 grad F) u stress mekkaniku sostnut(eż., creep, għeja termali, jew pressjoni għolja). Per ASTM B625, is-superallys huma l-aktar komunementNickel (ni) - ibbażat(eż., Inconel® 718, GH4049), għalkemm Kobalt (CO) - ibbażat (eż., Haynes® 188) jew Iron - Nickel (Fe {-} ni) {- ibbażat (eż. Il-karatteristika li tiddefinixxi tagħhom hija mikrostruttura mfassla - spiss imsaħħa bil-preċipitazzjoni - fażijiet ta 'ebusija (eż, "- ni₃ (al, ti) jew" - ni₃nb) jew solidi {{21} soluzzjoni ta' soluzzjoni (Re) - li żżomm is-saħħa, l-istabbiltà, u r-reżistenza għall-korrużjoni f'temperaturi fejn ħafna ligi l-oħra (inkluż l-istainless steel) irattab, jiddeformaw, jew ifallu.
Il-kuntrast fundamentali fl-istrateġiji bażi tal-metall u l-liga jolqot direttament il-prestazzjoni:
Id-differenza l-iktar impressjonanti tinsab fil-mod kif kull materjal iwettaq f'kundizzjonijiet estremi - speċjalment temperaturi għoljin u stress mekkaniku:
Azzar li ma jissaddadx: Filwaqt li "Heat - reżistenti" azzar li ma jissaddadx (eż., 310s, 330) jista 'jiflaħ għal żmien qasir - esponiment għat-terminu għal 900-1000 grad (1652-1832 grad F), it-tul tagħhom - it-terminu tagħhom jiddegrada malajr' il fuq minn 800 grad (1472 grad F). F'dawn it-temperaturi:
Is-saff tal-ossidu tal-kromju jista 'jsir instabbli jew spall (flake off), li jwassal għal ossidazzjoni rapida.
Il-matriċi bbażata fuq il-ħadid - tittajjar, titlef is-saħħa tat-tensjoni u r-reżistenza tal-creep (eż., 316L għandha saħħa tat-tensjoni ta '~ 100 MPa fi 800 grad,' l isfel minn ~ 500 MPa fit-temperatura tal-kamra).
Il-preċipitazzjoni tal-karbur (eż., CR₂₃C₆) fil-konfini tal-qamħ tista 'tikkawża "sensitizzazzjoni," tnaqqas ir-reżistenza għall-korrużjoni u żżid il-fraġilità.
SuperAlloys: Iddisinjat biex jisbqu f'temperaturi1000–1200 grad (1832–2192 grad F)- Pereżempju:
Nickel - ibbażat fuq GH4049 iżomm saħħa tat-tensjoni ta '~ 300 MPa f'1000 grad u jirreżisti creep (deformazzjoni bil-mod u permanenti taħt tensjoni) għal eluf ta' sigħat.
Il- "fażi fis-superalloys tibqa 'stabbli f'dawn it-temperaturi, li tipprevjeni t-trattib, filwaqt li l-gradi avvanzati (eż., Inconel® 718) jużaw" {- ni₃nb biex iżommu s-saħħa sa 700 grad.
L-istainless steel ma jiġix inġinerija għal tagħbijiet mekkaniċi għoljin f'temperaturi elevati. Pereżempju:
Steel tal-istainless austenitic komuni (304) għandu saħħa ta 'rendiment ta' ~ 170 MPa f'600 grad - insuffiċjenti għat-tagħbija - komponenti li jġorru bħal xfafar tat-turbina tal-gass, li jeħtieġu saħħa ta 'rendiment> 400 MPa f'800 grad.
SuperAllys, għall-kuntrarju, huma ottimizzati għal dawn it-talbiet:
GH4049 għandu saħħa ta 'rendiment ta' ~ 200 MPa f'1000 grad u ~ 650 MPa f'700 grad, u jagħmilha adattata għal xfafar tat-turbini u kmamar tal-kombustjoni tar-rokits li jesperjenzaw kemm sħana u stress għoli.
Il-lakuni fil-prestazzjoni jittraduċu għal każijiet ta 'użu kompletament differenti:
Azzar li ma jissaddadx: Użat f'applikazzjonijiet fejnReżistenza għall-korrużjoni f'temperaturi moderatihija l-prijorità, bħal:
Tagħmir għall-ipproċessar tal-ikel (304), ħardwer tal-baħar (316L), tankijiet tal-ħażna kimika (317L), jew sistemi tal-egżost tal-karozzi (409).
Anke "High- temperatura" azzar li ma jissaddadx (eż., 310s) huma limitati għal tagħbija mhux -} -} rwoli li jġorru bħal inforor tal-forn jew tubi ta 'skambjatur tas-sħana f'sistemi ta' pressjoni baxxa -.
SuperAlloys: Riservat għalEstrem, għoli - ambjenti ta 'prestazzjoniFejn in-nuqqas ikollu konsegwenzi katastrofiċi, bħal:
Aerospace: Blades tat-turbini tal-gass (Inconel® 718), żennuni tar-rokits (Haynes® 282).
Enerġija: Ultra - Tubi tal-bojler tal-impjant tal-enerġija superkritika (Incoloy® 800h), komponenti tar-reatturi nukleari (Alloy 690).
Industrijali: High - Temperatura tal-forn Tubi Radjanti (GH3030) jew Reactor Craytic Cracking Intern (Hastelloy® X).
L-istainless steel u s-superalloys huma klassijiet ta 'materjal distinti, separati mill-kompożizzjoni bażi tagħhom, għanijiet tad-disinn, u limiti ta' prestazzjoni. L-istainless steel huwa ħadid - liga bbażata ottimizzata għar-reżistenza għall-korrużjoni f'temperaturi moderati, filwaqt li s-superallys huma Nickel / Cobalt - materjali bbażati fuq inġinerija għal ultra {- għolja {- saħħa tat-temperatura u durabilità. Filwaqt li l-istainless steel huwa versatili u spiża - effettiva għal ambjenti ħorox ta 'kuljum, hija nieqsa mill-inġinerija mikrostrutturali u kompożizzjonali meħtieġa biex tikkwalifika bħala superalloy {- u tfalli fil-kundizzjonijiet estremi fejn is-superallys huma essenzjali.
