سوپر آلیاژ ها که با نام ابرآلیاژ نیز شناخته می شوند، از پیچیده ترین گروه آلیاژهای فلزی بحساب می آیند. از ویژگی این سوپرآلیاژها می توان به مقاومت زیاد در برابر دمای بالا، خوردگی، اکسایش و خزش اشاره نمود. گفتنی است وجود عناصری چون کروم و آلومینیم باعث این مقاومت می شود.
معمولا عنصر پایه ی این نوع آلیاژ، آهن نیکل، کبالت یا نیکل است و دارای ساختار کریستالی FCC (مکعبی وجه پر) می باشد. ابرآلیاژها به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود کاربرد گسترده ای در صنایعی مانند نفت، پتروشیمی، نیروگاهی و هوایی دارند. همچنین بیشترین کارایی را در بخش های داغ توربین های گاز، محفظه احتراق و پره های توربین دارند.
در دهه ی 1940 و 1950 اولین ابرآلیاژها اختراع شدند که در آن ها کاربیدها در مرزهای دانه وظیفه اصلی استحکام را برعهده داشتند. نسل اول سوپر آلیاژهای جدید در دهه 1980 به همراه مقادیری از تیتانیوم، نیوبیم، آلومینیوم و تاتنال تولید شد که وجود آن ها باعث افزایش کسر حجمی فاز ‘γ تا بین 50 و 70 درصد در این آلیاژها می شد. این آلیاژها عبارتند از: SRR99، PWA1480 و René N4
نسل دوم و سوم این ابرآلیاژها با وجود 3 تا 6 درصد وزنی رنیوم، دارای ظرفیت گرمایی بیشتری بودند. همچنین رنیوم باعث بهبود عملکرد در دمای بالا و کاهش نرخ نفوذ می شود. رنیوم با تقویت فازهای TCP باعث کاهش میزان کروم، مولیبدن، کبالت و تنگستن می شود. ابرآلیاژهای نسل دوم شامل René N5 و PWA1484 است.
CMSX-10 و René N6 نسل سوم سوپر آلیاژها هستند. به دلیل وجود مقادیر اضافی روتنیم در نسل های چهارم، پنجم و ششم این آلیاژها گرانتر از نسل های قبلی خود می یاشند. گفتنی است تلاش می شود تا حد امکان از عناصر سنگین و با قیمت بالا در تولید آلیاژها استفاده نشود.
انواع سوپر آلیاژ
سوپر آلیاژها براساس روش تولید و ترکیب شیمیایی تقسیم بندی می شوند که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم.
1- سوپرآلیاژهای پایه نیکل: از ویژگی های این آلیاژ می توان به قابلیت مستحکم شدن و پایداری حرارتی اشاره نمود. سوپر آلیاژهای نیکل در قطعات دمای بالا مانند موتورهای هواپیماهای پیشرفته کاربرد دارند. اکثر این آلیاژها شامل حداکثر 8 درصد آلومینیوم و تیتانیم، 10-20 درصد کروم، 5 تا 15 درصد کبالت، و مقادیر کمی تنگستن، نیوبیم و مولیبدن است. آلیاژهای پایه نیکل استحکام خود را معمولاً تا دمای 650 درجه سانتیگراد حفظ می کنند. اما در برابر دماهای بالاتر مقاومت ندارند.
2- سوپرآلیاژهای پایه آهن: این سوپرآلیاژها از فولادهای زنگ نزن آستینتی نشات گرفته اند و دارای پایه ای از محلول آهن جامد و نیکل می باشد. حداقل 25 درصد نیکل برای پایداری زمینه نیاز است.
3- سوپرآلیاژهای پایه کبالت: سوپر آلیاژهای پایه ی کبالت از استحکام بخشی متقاوتی برخوردارند و خواص حرارتی خوبی در دمای حدود 1000 درجه سانتیگراد دارند. از ویژگی های این سوپر آلیاژ می توان به مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون، مقاومت به خستگی حرارتی و قابلیت جوشکاری بالاتر در مقایسه با آلیاژهای پایه نیکل اشاره نمود. همچنین امکان ذوب و ریخته گری این آلیاژ، در هوا با اتمسفر آرگون یک مزیت محسوب می شود. سه گروه اصلی از سوپر آلیاژهای کبالت عبارتند از:
طبقه بندی برحسب روش تولید
کاربرد سوپر آلیاژ
سوپرآلیاژها با توجه به نوع و خواص فیزیکی و شیمیایی و به دلیل مقاومت بالا در برابر گرما و اکسیداسیون کاربرد بسیاری در صنایع مختلف دارند که عبارتند از:
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
