1. ما هو النيكل - superalloy القائم على القائم؟

2. ما هي قوة النيكل - superalloys المستندة إلى؟

عالية - قوة الشد درجة الحرارة: حتى في 800-1000 درجة مئوية ، يمكنهم الحفاظ على قوة الشد600-1200 ميجا باسكال(اعتمادًا على درجة السبائك والمعالجة الحرارية) ، يتجاوز بكثير الفولاذ المقاوم للصدأ (الذي يفقد عادة معظم القوة فوق 600 درجة مئوية).

مقاومة زحف متفوقة: زحف (تشوه البلاستيك البطيء تحت ضغط درجة الحرارة - عالية -. على سبيل المثال ، يمكن للدرجات المتقدمة مثل Inconel 718 أن تصمد أمام الإجهاد100 ميجا باسكال في 700 درجة مئوية لأكثر من 10000 ساعةبدون تشوه كبير - حاسم للمكونات مثل شفرات التوربينات التي تعمل تحت درجات حرارة مرتفعة مستدامة.

مقاومة التعب الممتازة: يقاومون فشل الإجهاد الدوري (على سبيل المثال ، من دورات التدفئة/التبريد المتكررة) أفضل من معظم السبائك ، مما يجعلها مناسبة لتدوير أو اهتزاز أجزاء درجة الحرارة عالية- (على سبيل المثال ، ضواغط المحرك النفاثة).

غرفة - درجة الحرارة: في درجات الحرارة المحيطة ، فإنها تظهر أيضًا قوة شد جيدة (غالبًا 800-1500 ميجا باسكال) وقوة العائد (600-1،200 ميجا باسكال) ، مقترنة مع ليونة معقولة (استطالة من 10 إلى 30 ٪) ، موازنة قوة وقابلية العمل.

3. ما هو تكوين Nickel Superalloys؟

عنصر قاعدة: النيكل (NI) -50-80 ٪(المصفوفة الأولية ، مما يوفر مقاومة التآكل الأساسية ويعمل كمضيف لتقوية المراحل).

تعزيز العناصر:

الألومنيوم (AL ، 1–6 ٪) وتيتانيوم (TI ، 1–5 ٪): تشكيل المرحلة intermetallic γ '- ni₃ (AL ، TI) ، المساهم الأساسي في قوة درجة الحرارة العالية- (هذه المراحل تترسب في مصفوفة النكر لمقاومة حركة التخصيص).

Tantalum (TA ، 1-10 ٪) و niobium (NB ، 1-5 ٪): مزيد من الاستقرار في الطور "وتحسين مقاومة الزحف (شائعة في الدرجات المتقدمة مثل René 104 أو CMSX-4).

صلبة - عناصر تعزيز الحل:

الكروم (CR ، 10–25 ٪): يعزز مقاومة الأكسدة والتهاب عن طريق تشكيل طبقة أكسيد cr₂o₃ كثيفة ؛ كما يقوي مصفوفة النيكل.

الكوبالت (CO ، 0-20 ٪): يحسن ثبات درجة الحرارة العالية- ، ويقلل من تكوين مراحل هش ، ويعزز قوة الزحف (المستخدمة في العديد من سبائك الطيران -).

عناصر تعديل ثانوية:

الكربون (C ، 0.01-0.1 ٪): يشكل كربيدات (على سبيل المثال ، M₂₃c₆ ، MC) لتعزيز حدود الحبوب ومقاومة الزحف.

Boron (B ، 0.001–0.01 ٪) والزركونيوم (ZR ، 0.01-0.1 ٪): صقل حدود الحبوب ، مما يقلل من التكسير بين الخلايا وتحسين مقاومة التعب.

عناصر تتبع (على سبيل المثال ، hafnium ، yttrium): مزيد من تعزيز التصاق فيلم أكسيد وأداء درجة الحرارة العالية-.

4. هل النيكل - مكلفا؟

مواد خام نادرة ومكلفة: النيكل نفسه هو المعدن قاعدة مكلفة نسبيا. إن عناصر السبائك الحرجة الأخرى (على سبيل المثال ، الكوبالت ، التانتالوم ، النيوبيوم ، والمعادن الأرضية النادرة) هي إما نادرة ، مركزة جغرافيا (على سبيل المثال ، الكوبالت من جمهورية الكونغو الديمقراطية) ، أو تتطلب عمليات استخراج معقدة - تكاليف المواد الخام.

عمليات التصنيع المعقدة: إنتاج Nickel Superalloys يتضمن تقنيات مكثفة متقدمة ،- لضمان نقاء والتحكم الدقيق الدقيق ، مثل:

ذوبان تحريض الفراغ (VIM) أو arc arc remelting (var) للتخلص من الشوائب (حاسم بالنسبة لأداء درجة الحرارة العالي-).

صب الدقة (على سبيل المثال ، واحد - صب الكريستال لشفرات التوربينات) أو الضغط المتساوي الساخن (الورك) لتجنب العيوب.

Post - خطوات معالجة مثل المعالجة الحرارية (لتحسين توزيع الطور γ) والآلات (وهو أمر صعب بسبب قوة السبائك العالية ، وزيادة ارتداء الأدوات ووقت المعالجة).

مجلدات الإنتاج المنخفضة: على عكس المعادن السلعية ، يتم استخدام Superalloys النيكل في المقام الأول في القيمة العالية - ، تطبيقات حجم منخفضة- (على سبيل المثال ، مكونات التوربينات الفضائية ، أجزاء المفاعل النووي). مقاييس الإنتاج الصغيرة تقلل من وفورات الحجم ، مما يزيد من تكاليف الوحدة.