1. ما هي سبائك النيكل عالية القوة -؟

Inconel 718: العالية الأكثر استخدامًا - سبيكة قائمة على نطاق القوة - ، والتي تحتوي على ~ 52 ٪ ni ، 18.6 ٪ cr ، 5.1 ٪ nb ، وكميات صغيرة من AL/ti. إنه يوفر قوة شد عالية - (~ 1300 ميجا باسكال في الحالة القديمة) ومقاومة زحف ممتازة تصل إلى 650 درجة. يتم استخدامه على نطاق واسع في الفضاء (أقراص التوربينات ، السحابات) والزيت والغاز (أدوات قاع البئر) بسبب توازن القوة وقابليتها للمعالجة.

واسبالوي: هطول الأمطار - سبيكة صلبة مع ~ 58 ٪ ni ، 19.5 ٪ CR ، 13 ٪ CO ، و 1.4 ٪ ti/al. إنه يوفر قوة التعب المتميزة ومقاومة الزحف على درجة 700-800 درجة ، مما يجعلها مثالية لمكونات الفضاء العالية - مثل شفرات التوربينات وأعمدة المحرك.

CMSX-4: سبيكة واحدة - crystal nickel - (خالية من حدود الحبوب ، والتي تحسن مقاومة الزحف) مع ~ 61 ٪ ni ، 10 ٪ cr ، 6.5 ٪ co ، 6 ٪ w ، و 3 ٪ Re. ويحافظ على قوة عالية في درجات حرارة متطرفة (تصل إلى 1100 درجة) وهو أمر بالغ الأهمية لشفرات توربينات المحرك النفاثة المتقدمة في الطائرات العسكرية والتجارية.

Hastelloy x: على الرغم من أنه معروف بمقاومة التآكل ، فإنه يظهر أيضًا قوة عالية عند 800-1200 درجة. يتكون من ~ 49 ٪ Ni ، 22 ٪ Cr ، 18.5 ٪ Fe ، و 9 ٪ Mo ، ويستخدم في أجزاء هيكلية عالية درجة الحرارة- مثل غرف احتراق التوربينات الغازية.

2. ما هو نطاق درجة حرارة superalloys؟

نطاق درجة حرارة منخفضة إلى معتدلة (حتى 650 درجة): التي تهيمن عليها Iron - Nickel Superalloys (على سبيل المثال ، incoloy 800H) وبعض السبائك القائمة على النيكل - (على سبيل المثال ، Inconel 625). وتستخدم هذه في تطبيقات مثل المبادلات الحرارية لمحطة توليد الطاقة والمفاعلات الكيميائية ، حيث تكون القوة في درجات حرارة مرتفعة بشكل معتدل مطلوبة دون التعرض الشديد للحرارة.

نطاق درجات الحرارة المرتفع (650-1000 درجة): مغطاة بأكثر نيكل - superalloys المستندة إلى (على سبيل المثال ، Inconel 718 ، waspaloy) و cobalt - superalloys المستندة إلى (على سبيل المثال ، stellite 6b). إنها مواد أساسية لأقراص التوربينات الفضائية ، ومكونات التوربينات الغازية الصناعية ، وأجزاء محرك الصواريخ ، لأنها تقاوم الزحف والأكسدة في درجات الحرارة هذه.

نطاق درجات الحرارة العالي - (1،000–1،250 درجة): حصريًا للنيكل المتقدم - ، لا سيما المتغيرات المفردة - المتغيرات الكريستالية أو ذات الصلب توجهًا (على سبيل المثال ، CMSX - 4 ، PWA 1484) وبعض السبائك المستندة إلى الكوبالت. تم تصميمها لأهم أقسام من المحركات النفاثة (شفرات التوربينات) ومكونات المركبات غير الصوتية ، حيث تصمد أمام ركوب الدراجات الحرارية والحرارة الشديدة دون التليين.

3. ما هي قوة النيكل - superalloys المستندة إلى؟

قوة الشد: في درجة حرارة الغرفة ، عادةً ما يكون لدى Superalloys المستند إلى Superalloys المستند إلى الأداء ({1}}. على سبيل المثال:

Inconel 718 (State State): UTS ~ 1،300 MPa ، قوة العائد ~ 1،100 ميجا باسكال.

CMSX - 4 (أحادي البلورة): UTS ~ 1000 ميجا باسكال في 800 درجة (أعلى بكثير من السبائك التقليدية ، والتي تخفف بشكل كبير أعلى من 600 درجة).

قوة زحف: هذه خاصية محددة - Nickel - تقاوم التشوه الدائم (الزحف) تحت- مصطلح High - إجهاد درجة الحرارة. على سبيل المثال:

يمكن لـ Inconel 718 تحمل إجهاد حوالي 100 ميجا باسكال في 650 درجة لمدة 10،000 ساعة دون أن تتجاوز سلالة زحف 0.1 ٪.

سبائك البلورة الفردية - مثل PWA 1484 تحافظ على مقاومة الزحف عند 1100 درجة ، مع تمزق الزحف (وقت الفشل تحت الإجهاد) يتجاوز 1000 ساعة عند 138 ميجا باسكال.

قوة التعب: أنها تظهر مقاومة ممتازة للتحميل الدوري ، حاسمة لمكونات الفضاء. على سبيل المثال ، تتمتع Waspaloy بقوة التعب حوالي 400 ميجا باسكال في 700 درجة (10⁷ دورات) ، مما يضمن المتانة في توربينات المحرك الخاضعة للإجهاد الحراري والميكانيكي المتكرر.

عالية - احتباس درجة الحرارة: على عكس الصلب (الذي يفقد ~ 50 ٪ من قوتها في 600 درجة) ، يحتفظ النيكل - Superalloys المستندة إلى 70-90 ٪ من غرفهم - درجة الحرارة عند 800 درجة. هذا يجعلها لا غنى عنها للتطبيقات التي تتعايش فيها كل من الحرارة والحمل ، مثل نوى المحرك النفاثة والداخلية المفاعلات النووية.