Il-ligi tan-nikil huma kategorizzati abbażi tal-kompożizzjoni, il-proprjetajiet u l-applikazzjonijiet tagħhom. It-tipi ewlenin jinkludu:
Ligi tal-ħadid tan-nikil: Fih 30-70% nikil bil-ħadid bħala l-element sekondarju, ħafna drabi b'żidiet bħal kromju, molibdenu, jew ram. Eżempji jinkludu Invar (64% Ni, 36% Fe), magħrufa għal espansjoni termali baxxa, u permalloy (78% Ni, 22% Fe), użati f'applikazzjonijiet manjetiċi.
Ligi tar-ram tan-nikil: Tipikament magħmul minn 60-70% nikil u 20-30% ram, b'elementi minuri bħall-ħadid jew il-manganiż. Monel 400 (67% Ni, 30% Cu) huwa eżempju ewlieni, stmat għar-reżistenza għall-korrużjoni f'ambjenti tal-baħar u kimiċi.
Ligi tan-nikil-kromju: Karatteristika ta 'kromju għoli (10-30%) għar-reżistenza għall-ossidazzjoni, bin-nikil bħala l-bażi. Inconel 600 (76% Ni, 16% CR, 8% Fe) jintuża ħafna f'ambjenti ta 'temperatura għolja bħal fran u skambjaturi tas-sħana.
Ligi tan-Nickel-Molybdenum: Rich fil-molibdenu (15-30%) biex jirreżisti l-korrużjoni mill-aċidi (eż., Aċidu idrokloriku). Hastelloy B-2 (62% Ni, 28% MO) huwa eżempju ewlieni, użat fl-ipproċessar kimiku.
Ligi tan-nikil-kromju-molibdenu: Għaqqad il-kromju u l-molibdenu għal ossidazzjoni bilanċjata u reżistenza għall-korrużjoni. Hastelloy C-276 (57% Ni, 16% CR, 16% MO) jeċċella f'ambjenti ħorox bħal soluzzjonijiet b'ħafna klorid.
Ligi tan-Nickel-Titanium (ligi tal-memorja tal-forma): Bħal nitinol (55% ni, 45% ti), li juru effetti tal-memorja tal-forma u superelastiċità, użati f'apparat mediku (stents) u komponenti aerospazjali.
Superalloys tan-Nikil: Ligi ta 'prestazzjoni għolja bin-nikil bħala l-bażi (30-70%), imsaħħa minn elementi bħal kromju, kobalt, aluminju, u titanju għal saħħa estrema ta' temperatura għolja. Eżempji jinkludu Inconel 718 u ligi ta 'kristall wieħed bħal CMSX-4.
Il-proprjetajiet manjetiċi tas-superalloys tan-nikil jiddependu mill-kompożizzjoni tagħhom, partikolarment il-kontenut tan-nikil u l-elementi tal-liga.
In-nikil innifsu huwa ferromagnetiku(attirati lejn kalamiti) fit-temperatura tal-kamra. Madankollu, ħafna superalloys tan-nikil humamhux manjetiku jew dgħajjef manjetikuMinħabba żidiet ta 'liga li jfixklu l-ordni ferromanjetika.
Pereżempju:
Inconel 718, li fih ~ 52% Ni flimkien ma 'kromju, nijobju, u molibdenu, ġeneralment mhux manjetiku fl-istat ittemprat jew ta' età tiegħu.
Alloys with higher nickel content (e.g., >80%) jista 'jżomm ferromagnetiżmu dgħajjef, iżda dan huwa rari fis-superallys, fejn il-kromju u elementi oħra spiss irażżnu l-imġieba manjetika.
Ir-raġuni ewlenija hija li elementi bħall-kromju, il-molibdenu, u l-kobalt jistgħu jnaqqsu t-temperatura tal-kurrie ferromanjetika tan-nikil, u jagħmlu l-ligi mhux manjetiċi fit-temperatura tal-kamra. Din il-proprjetà hija ta 'vantaġġ f'applikazzjonijiet aerospazjali u elettriċi fejn l-interferenza manjetika għandha tiġi mminimizzata.
Il-karburi huma preċipitati importanti fis-superalloys tan-nikil, iffurmati mill-karbonju li jirreaġixxu b'metalli refrattarji. Huma jtejbu s-saħħa ta 'temperatura għolja, ir-reżistenza tal-creep, u l-istabbiltà tal-konfini tal-qamħ. Karbidi komuni jinkludu:
MC Carbudes: Karburi kubiċi bi struttura tat-tip NaCl, fejn "M" tirrappreżenta metalli bħal titanju (tic), tantalu (TAC), nijobju (NBC), jew hafnium (HFC). Dawn jiffurmaw waqt is-solidifikazzjoni u ħafna drabi jinstabu bħala partiċelli diskreti, isaħħu l-matriċi u jinibixxu t-tkabbir tal-qamħ.
Karburi m₂₃c₆: Karburi kumplessi (eż, cr₂₃c₆, (cr, mo) ₂₃c₆) li jippreċipitaw fil-konfini tal-qamħ. Huma jtejbu s-saħħa tal-konfini tal-qamħ, u jnaqqsu l-ikkrekkjar intergranulari taħt tensjoni ta 'temperatura għolja. Il-kromju huwa l-metall primarju f'M₂₃C₆, bil-molibdenu jew it-tungstenu li jissostitwixxu f'xi każijiet.
Karbidi M₆C: Karburi eżagonali jew kubi (eż., (Mo, w, ni) ₆c) li jiffurmaw f'temperaturi intermedji. Ħafna drabi jinstabu f'ligi rikki fil-molibdenu jew fit-tungstenu (eż., Hastelloy X) u jikkontribwixxu għar-reżistenza tal-creep billi jwaqqfu d-diżlokazzjonijiet.
Karburi m₇c₃: Inqas komuni iżda osservati f'xi ligi, dawn il-karburi (eż., CR₇C₃) jistgħu jiffurmaw waqt it-trattament tas-sħana u jistgħu jittrasformaw f'M₂₃C₆ f'temperaturi ogħla.
Id-distribuzzjoni u t-tip ta 'karburi huma kkontrollati permezz ta' trattament tas-sħana, li jiżguraw proprjetajiet mekkaniċi ottimali għal servizz ta 'temperatura għolja.
Is-superalloys ibbażati fuq in-nikil għandhom konduttività termali relattivament baxxa meta mqabbla ma 'metalli bħal ram jew aluminju, proprjetà li tibbilanċja ż-żamma tas-sħana u l-integrità strutturali f'applikazzjonijiet ta' temperatura għolja.
Valuri tipiċi: Il-konduttività termali tvarja minn10 sa 25 w / (m · k)Fit-temperatura tal-kamra, tonqos ftit f'temperaturi elevati. Pereżempju:
Inconel 718: ~ 11 w / (m · k) f'20 grad, ~ 16 w / (m · k) fi 800 grad.
CMSX-4 (superalloy ta 'kristall wieħed): ~ 12 w / (m · k) f'20 grad, ~ 18 w / (m · k) f'1,000 grad.
Hastelloy x: ~ 14 w / (m · k) f'20 grad, ~ 20 w / (m · k) fi 800 grad.
Fatturi li jinfluwenzaw il-konduttività: Elementi tal-liga (eż., Molibdenu u tungstenu jnaqqsu l-konduttività), karatteristiċi mikrostrutturali (eż. Preċipitati tifrex il-fononi, tbaxxi t-trasport termali), u t-temperatura (il-konduttività tiżdied ftit bit-temperatura minħabba l-moviment imsaħħaħ tal-fononi).
Sinifikat tal-inġinerija: Konduttività termali baxxa tgħin biex iżżomm is-sħana f'sezzjonijiet sħan ta 'turbini tal-gass, tnaqqas il-gradjenti termali u ttejjeb l-effiċjenza. Jinimi wkoll it-trasferiment tas-sħana għal komponenti li jkessaħ, u jipproteġihom minn sħana żejda.
Is-superalloys ibbażati fuq in-nikil huma kritiċi fl-ajruspazju minħabba l-kapaċità tagħhom li jifilħu għal temperaturi estremi, stress mekkaniku, u korrużjoni. Ligi ewlenin u l-applikazzjonijiet tagħhom jinkludu:
Inconel 718:
Kompożizzjoni: ~ 52% Ni, 19% Cr, 18.5% Fe, 5% NB, 3% MO, 1% Ti, 0.6% AL.
Applikazzjonijiet: Diski tat-turbina, xfafar, u kisi fil-magni tal-ġett (eż. Turbini bi pressjoni baxxa) u magni tar-rokits. L-iwweldabilità eċċellenti u s-saħħa għolja tagħha f'650-700 grad jagħmluha versatili għal komponenti strutturali.
Inconel 625:
Kompożizzjoni: ~ 61% Ni, 21.5% CR, 9% MO, 3.6% NB, 2.5% Fe.
Applikazzjonijiet: Kmamar tal-kombustjoni, sistemi tal-egżost, u kanali. Ir-reżistenza superjuri tagħha ta 'ossidazzjoni (sa 1,093 grad) u reżistenza għall-korrużjoni jaqblu ma' ambjenti ta 'magna ħarxa.
Waspaloy:
Kompożizzjoni: ~ 58% Ni, 19% CR, 13% CO, 4.3% MO, 3% TI, 1.4% AL.
Applikazzjonijiet: Diski u xfafar tat-turbini bi pressjoni għolja fil-magni tal-ġett militari u kummerċjali. Toffri reżistenza eċċellenti ta 'creep fi 760-815 grad.
Superalloys ta 'kristall wieħed (eż, CMSX-4, PWA 1484):
Kompożizzjoni: ~ 60-65% Ni, 10-20% CR, 5-10% CO, 5-8% AL, 5-10% W, b'żidiet TA, TI, jew RE.
Applikazzjonijiet: Xfafar ta 'turbini bi pressjoni għolja f'magni avvanzati bil-ġett (eż., Boeing 787, Airbus A350). L-istruttura ta 'kristall wieħed tagħhom telimina l-konfini tal-qamħ, tnaqqas drastikament il-creep u ttejjeb is-saħħa f'1,000-1,1,100 grad.
Haynes 282:
Kompożizzjoni: ~ 57% Ni, 20% CR, 10% CO, 8.5% MO, 2.1% Ti, 1.5% AL.
Applikazzjonijiet: Diski tat-turbina u kisi fil-magni tal-ġenerazzjoni li jmiss. Tgħaqqad saħħa ta 'temperatura għolja ma' fabbrikazzjoni mtejba meta mqabbla ma 'ligi anzjani.
Dawn il-ligi jippermettu li l-magni aerospazjali joperaw f'temperaturi ogħla, iżidu l-effiċjenza tal-fjuwil u l-imbuttatura filwaqt li jiżguraw affidabilità fit-tul.
