1. Eru nikkel-byggir Superalloys dýrir?
Hráefni kostnaður: Nikkel, aðalhlutinn, er tiltölulega dýr málmur vegna takmarkaðs framboðs, flækjustigs útdráttar og mikillar eftirspurnar í ýmsum atvinnugreinum (td rafeindatækni, rafhlöður). Að auki fella ofurstillingar oft aðra kostnaðarsama þætti eins og króm, kóbalt, wolfram, mólýbden og rhenium-sumir sem (td rhenium) eru sjaldgæfir og dýrir.
Framleiðsla flækjustig: Að framleiða nikkel-undirstaða superalloys krefst háþróaðra ferla eins og tómarúms örvunarbræðslu (VIM), tómarúmbogar (VAR) eða duft málmvinnslu til að tryggja hreinleika og samræmda smíði. Þessar aðferðir eru orkufrekar og þurfa nákvæma stjórnun og auka framleiðslukostnað.
Frammistöðu iðgjald: Geta þeirra til að viðhalda vélrænni styrk, tæringarþol og oxunarþol við mjög hátt hitastig (oft yfir 1.000 ° C) gerir þau óbætanleg í mikilvægum notum eins og geimferðavélar, þar sem bilun er hörmuleg. Þessi einstaka frammistaða réttlætir hátt verð þeirra.
2.. Hvað er ofurlos úr?
Nikkel (Ni): Algengasti grunnurinn, myndar nikkel-undirstaða Superalloys (td Inconel, Hastelloy).
Kóbalt (CO): Notað í kóbalt-byggðri superalloys (td stellite), metin fyrir háhita styrk.
Járn (Fe): Að finna í járn-nikkel-byggðum Superalloys (td, Incoloy) og býður upp á jafnvægi kostnaðar og afköst.
Króm (CR): eykur oxun og tæringarþol.
Ál (Al) og títan (Ti): stuðla að myndun styrkingarfasa (γ'-ni₃al eða γ'-ni₃ti) með úrkomu herða.
Vungsten (W), mólýbden (MO) og Tantal (TA): Bættu styrk háhita og skriðþol.
Rhenium (RE): Bætt við í litlu magni til að auka enn frekar skriðþol (algengt í háþróuðum málmblöndur).
Kolefni (C): myndar karbíð til að styrkja kornamörk.
3. Hver eru eiginleikar Superalloys?
Styrkur háhita: Þeir halda vélrænni styrk (tog, þreyta og skriðþol) við hitastig allt að 80–90% af bræðslumarkum sínum (oft 1.000–1.200 ° C). Þetta er mikilvægt fyrir íhluti eins og hverflablöð, sem starfa í heitum gasstraumum.
Oxun og tæringarþol: Verndandi oxíðlag (td krómoxíð) myndast á yfirborðinu og koma í veg fyrir niðurbrot í árásargjarn umhverfi (td háhita loft, efna reaktorar).
Skríða mótspyrna: Þeir standast smám saman aflögun (skríða) við langvarandi streitu við hátt hitastig og tryggir langtíma uppbyggingu heiðarleika.
Varma stöðugleiki: Smásjá þeirra er áfram stöðug við hækkað hitastig og forðast mýkingu eða umbreytingar á fasa sem myndu veikja efnið.
Góð tilbúningur: Þrátt fyrir mikinn styrk sinn er hægt að fella margar ofurstillingar, varpa eða soðnar með sérhæfðum aðferðum, sem gerir kleift að framleiða flókna íhluta.
4. Hvar eru superalloys oft notaðir?
Gasturbínuvélar: hverflablöð, brennsluhólf og eftirbrennur (nikkel-byggð Superalloys er ráðandi hér vegna háhitastyrks þeirra).
Eldflaugarvélar: Íhlutir sem verða fyrir miklum hita við bruna.
Gas og gufu hverfla: Háþrýstings hverflahlutar í virkjunum, þar sem hitastig og álag er ákafur.
Reactors, hitaskiptar og leiðslur: Kóbalt-byggð eða nikkel-byggð Superalloys (td, Hastelloy) standast tæringu frá sýrum, basa og öðrum hörðum efnum.
Verkfæri og lokar í holu: notaðir í háhita, háþrýsting (HTHP) holur til að standast ætandi kolvetni og saltvatn.
Bæklunarígræðslur (td mjöðm liðar): Kóbalt-krómum superalloys bjóða upp á lífsamrýmanleika, slitþol og styrk.
Turbohleðslutæki og útblásturskerfi í kappakstursbílum eða hágæða ökutækjum, þar sem hitaþol skiptir sköpum.
