1. X'inhu Nickel - Superalloy ibbażat
Superalloy ibbażat fuq in-nikil - huwa materjal metalliku għoli - magħmul primarjament minn nikil (tipikament jammonta għal 50% jew aktar tal-kompożizzjoni totali tiegħu). Huwa speċifikament iddisinjat biex iżomm proprjetajiet mekkaniċi eċċezzjonali - bħal saħħa għolja, reżistenza għall-creep, u reżistenza għall-għeja - taħt kondizzjonijiet ta 'tħaddim estremi, inklużi temperaturi elevati (ħafna drabi sa 600-1200 ° C), pressjonijiet għoljin, u pressjonijiet għoljin, u ambjenti korrużivi jew ossidizzanti.
B'differenza minn ligi konvenzjonali, in-nikil - is-superalloys ibbażati joħorġu l-prestazzjoni superjuri tagħhom minn kombinazzjoni unika ta 'tisħiħ solidu - soluzzjoni, twebbis tal-preċipitazzjoni (permezz ta' fażijiet intermetalliċi bħal γ '- ni₃al), u rinforz tal-konfini tal-qamħ. Dawn il-karatteristiċi jagħmluhom insostitwibbli f'applikazzjonijiet ta 'temperatura għolja - fejn l-integrità strutturali u l-affidabilità fit-tul - huma mhux - negozjabbli, bħal fil-magni aerospazjali, turbini tal-gass għall-ġenerazzjoni tal-enerġija, u għolja {- tagħmir industrijali tat-temperatura.
2. Il-kompożizzjoni tas-superallys tan-nikil
Nickel - Superalloys ibbażati huma kumplessi, multi - sistemi komponenti, bin-nikil bħala l-matriċi. Il-kompożizzjoni tagħhom hija mfassla bir-reqqa biex tinkiseb proprjetajiet speċifiċi, u l-elementi ewlenin tal-liga jistgħu jiġu kklassifikati mill-funzjonijiet tagħhom:
| Kategorija ta 'element | Eżempji primarji | Funzjonijiet ewlenin |
|---|---|---|
| Element matriċi | Nickel (Ni) | Iservi bħala l-istruttura bażi; Jipprovdi duttilità inerenti u stabbiltà kimika. Tipikament jikkostitwixxi 50-80% tal-liga. |
| Elementi tat-twebbis tal-preċipitazzjoni | Aluminju (AL), Titanium (Ti), Niobium (NB), Tantalu (TA) | Ifforma fażijiet intermetalliċi (eż., Γ '- ni₃al, γ' '- ni₃nb) li jippreċipitaw fil-matriċi tan-nikil, li jsaħħu b'mod sinifikanti l-għoli tal-liga - saħħa tat-temperatura u r-reżistenza creep. |
| Solidu - Elementi li jsaħħu s-soluzzjoni | Chromium (CR), Kobalt (CO), Molibdenum (MO), Tungstenu (W) | Ħoll b'mod uniformi fil-matriċi tan-nikil biex iżżid is-saħħa u l-istabbiltà ġenerali tagħha f'temperaturi għoljin; Ittejjeb ukoll ir-reżistenza għall-għeja termali. |
| Elementi ta 'reżistenza għall-korrużjoni / ossidazzjoni | Kromju (CR), Aluminum (AL), Silikon (Si), Yttrium (Y) | Ifforma saff dens u aderenti ta 'ossidu (eż, cr₂o₃, al₂o₃) fuq il-wiċċ tal-liga, li jipprevjeni aktar ossidazzjoni jew korrużjoni f'ambjenti ħarxa. |
| Tisħiħ tal-konfini tal-qamħ | Boron (b), żirkonju (zr), karbonju (c) | Segrega fil-konfini tal-qamħ biex tinibixxi t-tkabbir tal-qamħ u tnaqqas ir-riskju ta 'qsim intergranulari, speċjalment taħt tensjoni tat-temperatura għolja -. |
Elementi minuri ta 'traċċa (eż., Hafnium, vanadju) jistgħu wkoll jiżdiedu fi kwantitajiet żgħar ma' multa - sintonizzaw proprjetajiet speċifiċi bħall-iwweldabilità jew il-konduttività termali.
3. Eżempji ta 'Nickel - Superalloys ibbażati
Nickel - Superalloys ibbażati huma użati ħafna fl-industriji, b'diversi gradi magħrufa - magħrufa ottimizzati għal applikazzjonijiet speċifiċi. Hawn taħt hawn eżempji ewlenin:
Inconel 718
Wieħed mill-aktar superalloys ibbażati fuq in-nikil -, Inconel 718 fih ~ 52% Ni, 19% CR, 18.5% Fe, 5.1% NB, u ammonti żgħar ta 'al / ti. Toffri reżistenza eċċellenti ta 'creep sa 650 ° C u weldabilità eċċezzjonali. Applikazzjonijiet komuni jinkludu komponenti tal-magna aerospazjali (diski tat-turbina, xaftijiet), xfafar tat-turbini tal-gass, u għodda għan-downhole taż-żejt u tal-gass.
Wieħed mill-aktar superalloys ibbażati fuq in-nikil -, Inconel 718 fih ~ 52% Ni, 19% CR, 18.5% Fe, 5.1% NB, u ammonti żgħar ta 'al / ti. Toffri reżistenza eċċellenti ta 'creep sa 650 ° C u weldabilità eċċezzjonali. Applikazzjonijiet komuni jinkludu komponenti tal-magna aerospazjali (diski tat-turbina, xaftijiet), xfafar tat-turbini tal-gass, u għodda għan-downhole taż-żejt u tal-gass.
Inconel 625
Kompost minn ~ 61% Ni, 21.5% CR, 9% Mo, u 3.6% NB, Inconel 625 huwa magħruf għar-reżistenza pendenti tiegħu tal-korrużjoni (anke fl-ilma tal-baħar, aċiduż, u klorur {- ambjenti sinjuri) u għolja - saħħa tat-temperatura sa 980 ° C. Jintuża fit-tagħmir tal-ipproċessar tal-kimika (reatturi, skambjaturi tas-sħana), komponenti tal-baħar, u kmamar tal-kombustjoni aerospazjali.
Kompost minn ~ 61% Ni, 21.5% CR, 9% Mo, u 3.6% NB, Inconel 625 huwa magħruf għar-reżistenza pendenti tiegħu tal-korrużjoni (anke fl-ilma tal-baħar, aċiduż, u klorur {- ambjenti sinjuri) u għolja - saħħa tat-temperatura sa 980 ° C. Jintuża fit-tagħmir tal-ipproċessar tal-kimika (reatturi, skambjaturi tas-sħana), komponenti tal-baħar, u kmamar tal-kombustjoni aerospazjali.
Waspaloy
Preċipitazzjoni - liga mwebbsa b '~ 58% Ni, 19.5% CR, 13% CO, 4.3% MO, u 1.4% AL / TI, Waspaloy jisbqu f'reżistenza ta' creep u għeja f'temperaturi sa 760 ° C. L-użu primarju tiegħu huwa f'applikazzjonijiet aerospazjali, bħal xfafar tat-turbini, inforor tal-kombustur, u komponenti ta 'wara l-ħruq.
Preċipitazzjoni - liga mwebbsa b '~ 58% Ni, 19.5% CR, 13% CO, 4.3% MO, u 1.4% AL / TI, Waspaloy jisbqu f'reżistenza ta' creep u għeja f'temperaturi sa 760 ° C. L-użu primarju tiegħu huwa f'applikazzjonijiet aerospazjali, bħal xfafar tat-turbini, inforor tal-kombustur, u komponenti ta 'wara l-ħruq.
Haynes 282
Din il-liga (~ 49% Ni, 22% CR, 18% CO, 8.5% W, 1.5% AL) hija ddisinjata għal stabbiltà tat-temperatura għolja - sa 980 ° C u fabbrikabbiltà eċċellenti. Huwa komunement użat fit-turbina tal-gass sħun - komponenti tat-taqsima (biċċiet ta 'transizzjoni, żennuni) u partijiet tal-forn industrijali.
Din il-liga (~ 49% Ni, 22% CR, 18% CO, 8.5% W, 1.5% AL) hija ddisinjata għal stabbiltà tat-temperatura għolja - sa 980 ° C u fabbrikabbiltà eċċellenti. Huwa komunement użat fit-turbina tal-gass sħun - komponenti tat-taqsima (biċċiet ta 'transizzjoni, żennuni) u partijiet tal-forn industrijali.
CMSX-4
A single - Crystal Nickel - superalloy ibbażat (~ 61% Ni, 10% CR, 8% Co, 6.5% TA, 5% AL, 6% W), CMSX -} 4 huwa inġinerija għal ultra- High - prestazzjoni tat-temperatura (sa 1100 ° C). L-uniku struttura tal-kristall tagħha - telimina l-konfini tal-qamħ, timminimizza r-riskji ta 'creep u cracking - u tagħmilha ideali għall-aktar applikazzjonijiet aerospazjali eżiġenti, bħal xfafar tat-turbini bi pressjoni għolja fil-magni tal-ġett avvanzati.
A single - Crystal Nickel - superalloy ibbażat (~ 61% Ni, 10% CR, 8% Co, 6.5% TA, 5% AL, 6% W), CMSX -} 4 huwa inġinerija għal ultra- High - prestazzjoni tat-temperatura (sa 1100 ° C). L-uniku struttura tal-kristall tagħha - telimina l-konfini tal-qamħ, timminimizza r-riskji ta 'creep u cracking - u tagħmilha ideali għall-aktar applikazzjonijiet aerospazjali eżiġenti, bħal xfafar tat-turbini bi pressjoni għolja fil-magni tal-ġett avvanzati.
UDIMET 700
Kompost minn ~ 53% Ni, 19% CR, 15% CO, 5% MO, u 4.3% AL / TI, UDIMET 700 joffri saħħa tat-tensjoni għolja u reżistenza tal-creep sa 730 ° C. Jintuża fi xfafar tat-turbini aerospazjali, komponenti tal-magna tar-rokit, u qfieli għoljin tat-temperatura -.
Kompost minn ~ 53% Ni, 19% CR, 15% CO, 5% MO, u 4.3% AL / TI, UDIMET 700 joffri saħħa tat-tensjoni għolja u reżistenza tal-creep sa 730 ° C. Jintuża fi xfafar tat-turbini aerospazjali, komponenti tal-magna tar-rokit, u qfieli għoljin tat-temperatura -.
