1.Kas ir superaloy īpašības
Izcils augstas temperatūras spēks: Viņi saglabā ievērojamu mehānisko izturību pat temperatūrā, kas pārsniedz 50% no to kušanas temperatūras (bieži virs 1000 grādiem), kas ir kritiski svarīgi tādiem lietojumiem kā gāzes turbīnu dzinēji.
Oksidācija un izturība pret koroziju: Uz to virsmas veidojas aizsargājošs oksīda slānis (piemēram, hroma oksīds vai alumīnija oksīds), pasargājot tos no gāzu, šķidrumu vai skarbas vides ķīmiskiem uzbrukumiem (piemēram, jūras, rūpniecības vai kosmiskās aviācijas iestatījumiem).
Šļūdes pretestība: Tie izturas pret pakāpenisku deformāciju (šļūdi) ilgstoša mehāniskā stresa un augstas temperatūras apstākļos, nodrošinot ilgtermiņa strukturālo integritāti tādos komponentos kā turbīnu asmeņi.
Termiskā noguruma izturība: Tie iztur atkārtotus sildīšanas un dzesēšanas ciklus bez plaisāšanas, padarot tos piemērotus detaļām, kas pakļautas svārstīgai temperatūrai.
Laba izgatavojamība: Neskatoties uz to augsto izturību, daudzus superalveidus var viltot, atnest vai metināt, izmantojot specializētas metodes, ļaujot sarežģītām sastāvdaļām ražot.
Mikrostruktūras stabilitāte: To iekšējā struktūra (piemēram, nogulsnes, graudu robežas) paliek stabila augstā temperatūrā, novēršot mehānisko īpašību sadalīšanos laika gaitā.
2.Kas ir niķeļa superaloka spēks
Istabas temperatūras stiepes izturība: Parasti svārstās no 800 MPa līdz vairāk nekā 1500 MPa, atkarībā no kompozīcijas un termiskās apstrādes. Piemēram, Inconel 718 stiepes izturība ir ~ 1300 MPa tās vecuma stāvoklī.
Augstas temperatūras spēks: Viņi uztur ievērojamu izturību temperatūrā līdz 1100 grādiem. Piemēram, viena kristāla niķeļa superaloys (piemēram, CMSX-4) saglabā stiepes izturību ~ 700 MPa ar 1000 grādiem, ievērojami pārsniedzot tērauda vai alumīnija sakausējumu stiprību šādā temperatūrā.
Šļūdes spēks: Kritisks īpašums augstas temperatūras lietojumiem, niķeļa superaloys pretojas šļūdes deformācijai. Viņi var uzturēt kravas 800–1 000 grādu tūkstošiem stundu bez pārmērīgas pagarinājuma. Piemēram, Inconel 625 ir minimāls šļūdes (<0.1% per 1,000 hours) under 100 MPa at 800°C.
Noguruma spēks: Tie izturas labi, pat augstā temperatūrā. Tas ir ļoti svarīgi komponentiem, piemēram, turbīnu diskiem un asmeņiem, kuriem darbības laikā ir atkārtoti stresa cikli.
3.Kas ir niķeļa super sakausējuma sastāvs
Niķelis (NI): Parastais metāls, nodrošinot stabilu matricu un augstas temperatūras stabilitāti.
Hroms (CR): Pievienots 10–20%, lai uzlabotu oksidāciju un izturību pret koroziju, veidojot aizsargājošu cr₂o₃ slāni.
Kobalts (CO): Bieži iekļauts (5–20%), lai uzlabotu augstas temperatūras izturību un samazinātu šļūdes ātrumu.
Alumīnijs (AL) un titāns (Ti): Šie elementi (kombinēti 2–8%) veido intermetāliskas nogulsnes (piemēram, 'fāzi, ni₃al vai ni₃ti), kas stiprina sakausējumu, izmantojot nokrišņu sacietēšanu, kas ir galvenais augstas temperatūras stiprības mehānisms.
Molibdēns (MO) un volframs (W): Pievienots (1–10%) cietajai šķīdumam stiprina matricu, uzlabojot stiepi un šļūdes izturību.
Niobium (nb) un tantalum (TA): Šie elementi (1–5%) veicina nokrišņu sacietēšanu (piemēram, veidojot "fāzi Inconel 718) un pastiprina šļūdes pretestību.
Nelieli elementi: Bieži tiek pievienots neliels daudzums oglekļa (C), bora (B), cirkonija (ZR) vai hafnium (HF), lai stiprinātu graudu robežas, samazinot starpgranulāru plaisāšanu.
Inconel 718: ~ 52% Ni, 19% Cr, 18,5% Fe, 5% NB, 3% Mo, 1% Ti, 0,6% al.
CMSX-4 (viena kristāla): ~ 61% NI, 20% CR, 9% CO, 6,5% Al, 6% W, 1% TI, 1% TA.
4. Kādiem sakausējumiem, kas tiek izmantoti niķeļa bāzes
Gāzes turbīnu dzinēji: turbīnu asmeņi, diski, sadegšanas kameras un izplūdes sistēmas (piemēram, Inconel 718 turbīnu diskiem, viena kristāla sakausējumi augsta spiediena turbīnu asmeņiem).
Raķešu dzinēji: komponenti, kas pakļauti augsta temperatūras sadegšanas gāzēm.
Gāzes un tvaika turbīnas enerģijas ražošanai: augstas temperatūras sekcijas (piemēram, asmeņi, sprauslas), kur kritiska ir šļūdes un oksidācijas izturība.
Kodolreaktori: degvielas apšuvums, siltummaiņi un strukturālie komponenti, kas izturīgi pret starojumu un kodīgiem dzesēšanas šķidrumiem (piemēram, Inconel 600).
Korozijā izturīga iekārta: reaktori, caurules, vārsti un siltummaiņi apstrādājošie skābes (piemēram, sērskābe), sārmu vai ar hlorīdiem bagātu vidi (piemēram, Hastelloy C-276).
Naftas un gāzes platformu, kuģu dzenskrūves un jūras ūdens apstrādes sistēmu komponenti, kur ir būtiska izturība pret sālsūdens koroziju.
Implanti (piemēram, ortopēdiski vai zobārstniecība) to bioloģiskās savietojamības, izturības pret koroziju un izturību dēļ (piemēram, stentiem tiek izmantoti niķeļa-titāna sakausējums).
Turbokompresora komponenti un izplūdes sistēmas augstas veiktspējas transportlīdzekļos, kur nepieciešama augstas temperatūras izturība un izturība pret koroziju.
