اَبَرآلیاژها (سوپرآلیاژها)
دسترسی سریع به محتوای مقاله
ابرآلیاژها یا سوپرآلیاژها آلیاژهایی مقاوم در برابر حرارت هستند که بر پایه نیکل، نیکل- آهن و یا کبالت تشکیل شده و ترکیبی از استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر تخریب سطحی را از خود نشان میدهند. ساختار کریستالی این آلیاژها معمولاً مکعبی وجه پر یا اصطلاحا FCC است. این آلیاژها عموما در ساخت توربینهای گازی، واحدهای تبدیل ذغال سنگ و سایر صنایع شیمیایی که در آنها با آلیاژی با مقاومت بالا در برابر حرارت و خوردگی نیاز است استفاده میشوند. یکی از ویژگیهای قابل توجه آلیاژهای بر پایه نیکل که از پرمصرفترین سوپرآلیاژهست، امکان استفاده از آن در مصارف تحت تنش در دمایی تا 80 درصد دمای ذوب این آلیاژ است. بطور کلی می توان کاربرد های این سوپرآلیاژها را طی موارد زیر برشمرد:
- قطعات توربین های گازی هواپیما از جمله دیسک ها، محفظه های احتراق، پیچ ها، جداره ها، شَفت ها، سیستم اگزوز، پره‌ها و ....
- قطعات واحدهای تولید برق با توربینهای گازی از جمله پیچ ها، پره ها و ...
- قطعات موتورهای رفت و برگشتی مانند توربوشارژها، والوهای اگزوز و ...
- صنایع فرآورش فلزات
- صنایع مهندسی پزشکی مانند مصارف دندان سازی و صنایع ساخت اعضای مصنوعی
- صنایع فضایی مانند جداره های آئرودینامیک تحت دما و قطعات موتورهای پرتابه های فضایی
- صنایع ساخت ادوات در معرض حرارت مانند سینی ها، قطعات ثابت، نوارهای نقاله، هواکشها و کوره‌ها
- صنایع و سیستمهای انرژی اتمی
- قطعات مورد نیاز در صنایع شیمیایی و پتروشیمی از جمله پیچ و مهره، پره و هواکش، شیرها، راکتورها، خطوط لوله و پمپ‌ها
- تجهیزات کنترل آلایندگی مانند اسکرابر
- تجهیزات سیستمهای تولید گاز و مایع از ذغال سنگ مانند مبدل‌ها و خطوط لوله
در ادامه بصورت جداگانه به معرفی سوپرآلیاژهای بر پایه نیکل، بر پایه آهن - نیکل و بر پایه کبالت میپردازیم.
سوپرآلیاژهای بر پایه نیکل
سوپرآلیاژها بر پایه نیکل پیچیده ترین و پراستفاده ترین سوپرآلیاژها در مصارفی با دمای بالا هستند. اَبَرآلیاژی که بیش از ۵۰ درصد وزن آن عنصر نیکل باشد، ابرآلیاژ بر پایه نیکل نامیده میشود. ویژگی منحصر به فرد این آلیاژ همواره نظر متالوژیستهای زیادی را به خود جلب کرده است. این آلیاژ تقریبا 50% وزن موتورهای پیشرفته هواپیماها را به خود اختصاص میدهد. خاصیت اساسی نیکل که این فلز را به عنوان یک پایه جهت ساخت آلیاژ مطرح میکند پایداری فازی ماتریس FCC این فلز است که می تواند با روشهای متعدد مستقیم و غیرمستقیم تقویت شود. علاوه بر این پایداری نیکل به آسانی توسط آلیاژ شدن با کروم و / یا آلومینیوم ارتقا مییابد.
سوپرآلیاژهای بر پایه آهن - نیکل
سوپرآلیاژهای پایه آهن - نیکل متشکل از فولاد ضد زنگ آستنیتی است که (در اکثر موارد) با روشهای سخت شدن جامد - محلول و عناصر تشکیل دهنده رسوب تشکیل میشود. ماتریس آستنیتی این آلیاژ بر پایه نیکل و آهن است که حداقل به 25 درصد نیکل نیاز دارد تا فاز FCC پایدار شود. دیگر عناصر آلیاژ شونده مانند کروم نیز جهت سخت شدن فلز- محلول در این آستنیت استفاده میشوند. تعداد زیادی آلیاژهای آهن - نیکل با توجه به ترکیب و مکانیزم سخت شدگی مطرح شده اند که هریک میتوانند ویژگی هایی را در اختیار کاربران قرار دهند.
سوپرآلیاژهای بر پایه کبالت
آلیاژهای ساخته شده بر پایه کبالت برخلاف دیگر سوپرآلیاژها با یک رسوب متصل شده مقاوم سازی نمیشود بلکه این آلیاژها با یک ماتریس استنیتی تشکیل شده از سخت شدن محلول جامد مشخص می شوند که یک مقدار اندک کاربید در آن پخش شده است. کبالت زیر دمای 417 درجه سلسیوس بصورت یک ساختار HPC کریستاله میشود. در دماهای بالاتر این ساختار به FCC تبدیل میشود. جهت جلوگیری از این تغییر ساختار حین استفاده از این آلیاژ عملا تمام آلیاژهای بر پایه کبالت با نیکل نیز آلیاژ میشوند تا ساختار FCC بین دمای اتاق و دمای ذوب پایدار شود.
آلیاژهای بر پایه کبالت مقاومت خوردگی بالایی در دماهای بالا از خود نشان میدهند که احتمالا ناشی از میزان بالاتر کروم در آنهاست که از شاخصه‌های این نوع آلیاژ به شمار میرود. این نوع آلیاژ همچنین خاصیت جوشپذیری بالاتر و مقاومت در برابر فرسودگی حرارتی بیشتری را نسبت به آلیاژهای بر پایه نیکل از خود نشان میدهد. یکی دیگر از ویژگیهای توسعه یافته این نوع آلیاژها قابلیت ذوب شدن آنها در هوا یا آرگون است در حالی که آلیاژهای بر پایه آهن-نیکل و نیکل احتیاج به ذوب تحت خلا در حضور فلزات فعال آلومینیوم و تیتانیوم دارند.
خرید سوپر آلیاژ
برای تهیه انواع فلزات و یا خرید سوپر آلیاژ ها و یا هستلوی با فولاد ایرانیان تماس حاصل فرمایید راه ارتباطی ما با شما عزیزان 42214-021 میباشد . کارشناسان فولاد ایرانیان قیمت میلگرد انیکونل و قیمت ورق مونل را در اختیار شما قرار خواهند داد.
تهیه شده توسط تیم تولید محتوای ایرانیان