Kõrgtemperatuuriliste sulamite sissejuhatus ja rakendamine
Kõrgtemperatuurilised sulamid, tuntud ka kui superralloys, on metallmaterjalide klass, mis suudab säilitada oma tugevuse ja korrosioonikindluse kõrgtemperatuuri keskkonnas.
Kõrgtemperatuuriliste sulamite sissejuhatus ja rakendamine
Kõrgtemperatuurilised sulamid on rauapõhised, niklipõhised ja koobaltipõhised sulamid, mida tavaliselt kasutatakse temperatuuridel üle 540 kraadi. Neid sulameid kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusväljades, kuna nende suurepärased omadused on kõrgel temperatuuril, näiteks hiiliv vastupidavus, oksüdatsiooniresistentsus ja korrosioonikindlus.
Kõrgtemperatuuriliste sulamite metallurgilised põhimõtted
Kõrgtemperatuurilistel sulamitel on tavaliselt näokeskne kuup (FCC) kristallstruktuur. Raud ja koobalt ei ole toatemperatuuril FCC struktuurid, kuid need muutuvad pärast kõrgete temperatuuride või legeerimist FCC struktuuriteks. Nikkel säilitab FCC struktuuri kõigil temperatuuridel. Kõrgtemperatuuriliste sulamite omadusi ei määra mitte ainult nende keemiline koostis, vaid ka kuumtöötlus, sepistamine ja valamisprotsessid.
Kõrgtemperatuuriliste sulamite omadused ja omadused
Tavalised terased ja titaansulamid ei ole temperatuuridel üle 540 kraadi piisavalt tugevad ja neid võib kahjustada korrosioon.
Kui tugevust tuleb säilitada kõrgematel temperatuuridel (enamiku sulamite sulamistemperatuur on umbes 1371-1204 kraad), valitakse tavaliselt niklipõhised superallosid.
Niklipõhiseid superlalle saab kasutada kõrgema temperatuuri suhtega kui kommertsmaterjalid.
Koobaltipõhiseid superalloysid saab kasutada niklipõhistele superralloysi asendajana, sõltuvalt nõutavast tugevusest ja korrosioonitüübist.
Madalamatel temperatuuridel on raud-niklil põhinevatel superalloydel laiem rakendus kui niklipõhistel ja koobaltidel põhinevatel superralloydel.
Superralloysi tugevus ei sõltu mitte ainult keemilisest koostisest, vaid ka kuumtöötlusest, sepistamisest, valamisprotsessidest, eriti protsessist pärast kuumtöötlust, sepistamist või valamist.
Raud-Nickelil põhinevad superrallid on odavamad kui nikli- ja koobaltipõhised superrallid.
Korrosioonikindluse parandamiseks kõrgel temperatuuril sisaldavad enamik töödeldud superrallid teatud koguses kroomi.
Superlallysil on kõrge oksüdatsiooniresistentsus, kuid mõnel juhul on korrosioonikindlus ebapiisav. Näiteks õhusõidukite mootori turbiini temperatuuridel üle 760 kraadi vajavad superallid katteid.
Superralloy kattetehnoloogia on selle rakendamise ja arendamise oluline osa. Katmata superrallid on kõrgel temperatuuril pikaajaliseks kasutamiseks ebaefektiivsed.
Superralloys, eriti niklipõhised superralloid, lisatakse mitmesuguseid elemente, mõned sulamid sisaldavad kuni 14 või enam kontrollitud elementi.
Superralloyes, nagu nikkel, koobalt, kroom, volfram, molübdeen, renium ja hafnium, kasutatavad elemendid on üldiselt kallid ja aja jooksul erinevad.
SuperAlloysi rakendused
Superralloysil on lai kasutamine kõrge temperatuuriga rakendustes, sealhulgas õhusõidukite komponendid, keemilised ja naftakeemilised seadmed.
Oluline on märkida, et mitte kõik rakendused ei vaja kõrgel temperatuuril tugevust. Superralloysi kompositsioon ja korrosioonikindlus muudavad need meditsiiniseadmete tootmiseks tavaliseks materjaliks. Superlallys on leidnud ka rakendusi väga madalatel temperatuuridel.
SuperLaloys mängib tänapäevases tööstuses olulist rolli tänu nende ainulaadsele omaduste kombinatsioonile, eriti lennunduse, energia- ja keemiatööstuses.
