ALloys و Superalloys كلاهما مواد معدنية تتكون من عنصرين أو أكثر ، لكنها تختلف اختلافًا كبيرًا في نية التصميم ، وقدرات الأداء ، والتطبيقات. فيما يلي انهيار مفصل لتمييزهم:
سبيكة: سبيكة عبارة عن مزيج من اثنين أو أكثر من المعادن (أو المعدن وغير المعدني) المصمم لتعزيز خصائص محددة من المعدن الأساسي. على سبيل المثال ، فإن إضافة الكربون إلى الحديد يخلق الصلب ، وهو أقوى وأصعب من الحديد النقي. تم تصميم السبائك للتحسينات العامة في القوة ، أو مقاومة التآكل ، أو قابلية التشغيل ، مصممة خصيصًا للاحتياجات اليومية أو الصناعية (على سبيل المثال ، البناء ، أجزاء السيارات ، أدوات الطهي).
superalloy: A Superalloy (أو سبيكة عالية الأداء) هي مجموعة فرعية متخصصة من السبائك المصممة للحفاظ على القوة الميكانيكية الاستثنائية ، ومقاومة التآكل ، والاستقرار تحتالظروف القاسية-خاصة درجات حرارة عالية (غالبًا ما تكون أعلى من 650 درجة /1200 درجة فهرنهايت) ، والبيئات الكيميائية العدوانية ، أو الإجهاد العالي. إنها "فائقة" لأن أدائهم يتجاوز بكثير أدواتهم من السبائك التقليدية في هذه السيناريوهات الصعبة.
سبيكة: تختلف التراكيب على نطاق واسع ولكنها عادةً ما تكون أبسط ، وغالبًا ما تجمع بين المعدن الأساسي مع عنصر أو اثنين من العناصر الرئيسية لسبائك. تشمل الأمثلة:
النحاس (النحاس + الزنك)
الألومنيوم 6061 (الألومنيوم + المغنيسيوم + السيليكون)
الفولاذ المقاوم للصدأ 304 (الحديد + الكروم + النيكل).
superalloy: التراكيب معقدة ومهندسة بدقة ، مع وجود عناصر متعددة لسبائك تعمل بشكل تآزري. تشمل المعادن الأساسية الشائعة النيكل (NI) أو الكوبالت (CO) أو الحديد (FE) ، مع إضافات:
الكروم (CR) لمقاومة الأكسدة ،
الموليبدينوم (MO) ، التنغستن (W) ، أو tantalum (TA) لقوة درجة الحرارة العالية ،
الألومنيوم (AL) أو التيتانيوم (TI) لتشكيل رواسب تقوية (على سبيل المثال ، المرحلة في Superalloys القائمة على النيكل).
أمثلة: Inconel 718 (NI-CR-FE-NB) ، Hastelloy X (NI-CR-CO-MO) ، و René 41 (NI-CO-CO-MO-AL-TI).
سبيكة: أداء بشكل كافٍ في ظل ظروف معتدلة ولكنه يتحلل في البيئات القاسية:
درجات حرارة عالية: معظم السبائك تفقد القوة (تليين) أو تتأكسد بسرعة أعلى من 300-400 درجة. على سبيل المثال ، يتأكسد الصلب الكربوني (الصدأ) ويضعف بشكل كبير عند 600 درجة.
تآكل: في حين أن بعض السبائك (على سبيل المثال ، الفولاذ المقاوم للصدأ) تقاوم التآكل في البيئات المعتدلة ، فإنها تفشل في أماكن عدوانية مثل الأحماض المركزة أو حلول كلوريد عالية.
superalloy: يعرض المرونة غير العادية تحت الحدود القصوى:
قوة درجة الحرارة العالية: يحافظ على قوة الشد ، ومقاومة الزحف (مقاومة التشوه البطيء تحت الإجهاد) ، ومقاومة التعب عند 650-1200 درجة. على سبيل المثال ، تعمل Superalloys المستندة إلى النيكل في شفرات توربينات المحرك Jet بنسبة 1000 درجة + دون فقدان النزاهة الهيكلية.
أكسدة/مقاومة التآكل: يقاوم الهجوم من الغازات الساخنة والأملاح المنصهرة والأحماض ومياه البحر. على سبيل المثال ، يقاوم Hastelloy C276 حمض الكبريتيك والكلور ومياه البحر في درجات حرارة عالية.
الاستقرار الميكانيكي: يحتفظ بالخصائص تحت الإجهاد الدوري (على سبيل المثال ، في مكونات التوربينات الغازية) أو الضغط العالي (على سبيل المثال ، المفاعلات النووية).
سبيكة: البنى المجهرية غالبًا ما تكون أبسط ، مع تشتت موحد لعناصر صناعة السبائك في مصفوفة المعادن الأساسية. تتضمن المعالجة طرقًا قياسية مثل الصب أو المتداول أو اللحام ، مع الحد الأدنى من تعقيد المعالجة الحرارية.
superalloy: يتم التحكم بشكل كبير في الهياكل المجهرية لتحسين الأداء. على سبيل المثال:
تتميز Superalloys المستندة إلى النيكل ببنية ثنائية الطور: مصفوفة حل صلبة () وترسبات تقوية (') ، والتي تقفل الخلع وتمنع التشوه في درجات حرارة عالية.
المعالجة متقدمة ومكلفة ، والتي تنطوي على تقنيات مثل التصلب الاتجاهي (لمحاذاة الحبوب لمقاومة الزحف) ، ومسحوق المعادن (للبنى المجهرية الموحدة) ، أو العلاجات الحرارية المعقدة (لترسيب مراحل تعزيز).
سبيكة: تستخدم في التطبيقات الصناعية اليومية والمتوسطة المدى:
البناء (عوارض الصلب ، إطارات الألومنيوم).
السيارات (سبائك الألومنيوم لكتل المحرك ، والنحاس للمشروع).
السلع الاستهلاكية (أواني الطهي الفولاذ المقاوم للصدأ ، المجوهرات البرونزية).
superalloy: مخصصة للمخاطر العالية ، والبيئة المتطرفة:
الفضاء الجوي: شفرات توربينات المحرك النفاثة ، وفوهات الصواريخ ، والدروع الحرارية.
الطاقة: توربينات الغاز لتوليد الطاقة ، مكونات المفاعل النووي.
المعالجة الكيميائية: المفاعلات والأنابيب تتعامل مع السوائل المسببة للتآكل في درجات حرارة عالية.
البحرية: أنظمة الدفع في المياه المالحة أو معدات الحفر البحرية.
سبيكة: عمومًا منخفضة التكلفة ومتاحة على نطاق واسع ، لأنها تستخدم عناصر شائعة (الحديد والألومنيوم والنحاس) والمعالجة البسيطة.
superalloy: باهظ الثمن بسبب عناصر السبائك النادرة (على سبيل المثال ، tantalum ، rhenium) والتصنيع المعقدة. يتم إنتاجها بكميات محدودة للصناعات المتخصصة.
في جوهرها ، فإن جميع ألواح Superalloys هي سبائك ، ولكن ليس كل السبائك فائقة. Superalloys هي مجموعة فرعية متميزة مصممة للتفوق في درجات حرارة عالية الظروف ، والتآكل ، والتراكيب المعقدة مع الإجهاد ، والبنى الدقيقة الدقيقة ، والمعالجة المتقدمة. على النقيض من ذلك ، تخدم السبائك تطبيقات أوسع وأقل تطلبًا مع تصميمات أبسط وتكاليف أقل.
