1. هل النيكل هو نفسه الفولاذ المقاوم للصدأ؟
النيكل: معدن نقي (العنصر Ni ، الرقم الذري 28) المعروف بمقاومة التآكل ، والليونة ، ونقطة انصهار عالية (1،455 درجة). غالبًا ما يتم استخدامه كعنصر لصنع السبائك.
الفولاذ المقاوم للصدأ: سبيكة قائمة على الحديد تحتوي على أكبر من أو تساوي 10.5 ٪ من الكروم ، والتي تشكل طبقة أكسيد سلبية لمقاومة التآكل. معظم الفولاذ المقاوم للصدأ تشمل النيكل (على سبيل المثال ، 304 غير القابل للصدأ لديه حوالي 8-10.5 ٪ NI) لتعزيز ليونة ومقاومة التآكل ، ولكن الحديد لا يزال القاعدة.
2. ما هي أساسيات superalloys؟
الخصائص الأساسية:
مقاومة زحف درجة الحرارة العالية ، الأكسدة ، التآكل ، والتعب.
القدرة على الحفاظ على القوة تصل إلى 70-90 ٪ من نقطة الانصهار.
المعادن الأساسية:
القائم على النيكل: الأكثر شيوعًا للفضاء (على سبيل المثال ، Inconel) ، بسبب بنية النيكل الأوستينية المستقرة ودرجة حرارة Solvus العالية لمراحل التعزيز.
تعتمد على الكوبالت: تستخدم في التطبيقات العالية والدرجات الحرارة العالية (على سبيل المثال ، أختام التوربينات).
الحديد: يقتصر على استخدامات درجة الحرارة المنخفضة (على سبيل المثال ، التوربينات البخارية) بسبب انخفاض مقاومة الزحف.
آليات تعزيز:
تعزيز الحل الصلب: عناصر مثل MO أو W أو CR تذوب في المصفوفة.
تصلب هطول الأمطار: '(ni₃ (al ، ti)) أو' '(ni₃nb) جزيئات في سبائك النيكل.
تعزيز التشتت: أكاسيد مستقرة (على سبيل المثال ، في 792).
التحكم في حدود الحبوب: انخفاض حدود الحبوب في سبائك البلورة الواحدة.
3. ما هو درجة عالية من نيكل؟
Inconel 718: ~ 52 ٪ NI ، المستخدمة في أقراص التوربينات الفضائية.
Hastelloy C -22: ~ 62 ٪ NI ، مثالي للبيئات الكيميائية القاسية (على سبيل المثال ، مياه البحر أو الأحماض).
Monel 400: ~ 67 ٪ NI ، مقاوم لحمض الهيدروفلوريك والتآكل البحري.
Invar 36: ~ 36 ٪ NI (سبيكة منخفضة التنسيق ، على الرغم من أن محتوى النيكل لا يزال مهمًا بالنسبة لخصائصه).
تتناقض الدرجات عالية النيكل مع سبائك منخفضة النيكل (على سبيل المثال ، 304 غير القابل للصدأ ، ~ 8 ٪ NI) أو مواد خالية من النيكل (على سبيل المثال ، فولاذ مقاوم للصدأ دوبلكس).
4. ما هي مراحل النيكل Superalloy؟
Matrix Phase (): محلول الصلب النيكل الأوستيني ، الدكتايل والمستقر في درجة حرارة الغرفة.
مراحل التعزيز:
"(Ni₃ (AL ، TI)): رواسب مكعب (FCC) المتمحورة حول الوجه ، آلية التقوية الأساسية في معظم السبائك (على سبيل المثال ، Distinel 718 تحتوي على حوالي 15-20 ٪").
'' (ni₃nb): رواسب تقويم العظام في السبائك مثل Inconel 718 ، مما يساهم في تصلب العمر.
Carbides: MC (EG ، NBC) ، M₂₃C₆ (EG ، CR₂₃C₆) ، أو M₆C (على سبيل المثال ، ni₃moc) ، والتي تتشكل عند حدود الحبوب لتحسين مقاومة الزحف.
المراحل الثانوية:
Sigma (σ) المرحلة: intermetallic الهشة (على سبيل المثال ، FEC) التي يمكن أن تتشكل أثناء ارتفاع درجة الحرارة ، مما يقلل من ليونة.
مرحلة Laves: مركب معدني (على سبيل المثال ، Ni₃nb) الذي قد يتشكل في سبائك مع محتوى عالي NB ، مما يؤثر على المتانة إذا لم يتم التحكم فيه.
5. ما هو المعالجة الحرارية للنيكل superalloys؟
الحل الصلب:
العملية: التدفئة أعلى من درجة حرارة Solvus (على سبيل المثال ، 1065-1،200 درجة لـ Inconel 718) ، تليها التبريد السريع (التبريد).
الغرض: حل الرواسب ، وتجانس الهيكل ، وتحسين ليونة لتشكيل أو اللحام.
تصلب العمر (تصلب هطول الأمطار):
العملية: التسخين إلى 650-950 درجة لعدة ساعات ، مما يعزز "هطول الأمطار".
مثال: يبلغ عمر Inconel 718 720 درجة لمدة 8 ساعات (بالإضافة إلى خطوة درجات الحرارة المنخفضة) لزيادة قوة الشد إلى الحد الأقصى (حوالي 1،240 ميجا باسكال).
تخفيف التوتر:
العملية: التدفئة إلى 480-650 درجة ، تبريد بطيء ، لتقليل الضغوط المتبقية من الآلات أو اللحام.
التصلب الاتجاهي (لسبائك يلقي):
تستخدم لسبائك البلورة الواحدة (على سبيل المثال ، CMSX -4): يقوم التبريد المحكم بإنشاء حبة واحدة ، مما يلغي حدود الحبوب التي تسبب فشل الزحف.
الضغط المتساوي الساخن (الورك):
يطبق الضغط ودرجة الحرارة العالية (على سبيل المثال ، 1 ، 000 على درجة 100 ميجا باسكال) لتكثيف السبائك المصبوب ،إغلاق الرموز الدقيقة وتحسين حياة التعب.
