Nikel alaşımının optimal tasarımı, bu araştırma ve geliştirme çalışmasında kilit noktalardan biridir. Baz alaşımlar, süper alaşım alanında, özellikle havacılık ve savunma alanlarında, önemli bir rol oynayan uçak motorları gibi son teknoloji ekipmanların geliştirilmesi gibi en yaygın kullanılan alaşımlardır. nikel bazlı alaşımda ve nikel bazlı süper alaşımın performansını iyileştirmenin birçok yolunu sağlayan iyi yapı stabilitesini koruyabilir. Bilim ve teknolojinin gelişimi, nikel bazlı süper alaşım için daha yüksek gereksinimler ortaya koydu. Pazar talebini karşılamak için nikel bazlı süper alaşım araştırmalarını hızlandırmak, kapsamlı performansını artırmak gerekiyor.
1. Çözüm gücü
Nikel bazlı süper alaşımın özelliklerini güçlendirmenin ana yolu, uygun katı çözelti güçlendirme elemanları eklemektir. Katı çözelti güçlendirici alaşım, mükemmel oksidasyon direncine ve yorulma direncine ve iyi plastisiteye sahiptir. Bu özelliklere dayanarak, motor kanatları gibi yüksek çalışma sıcaklıklarına sahip metal parçalar üretmek için nikel bazlı süper alaşımlar kullanılabilir. Nikelin atom yarıçapı, tungsten ve molibden gibi alaşım elementlerininkine yakındır. Bu özelliklere dayanarak, tungsten, molibden ve kobalt gibi çok sayıda alaşım elementi, yeni fazlar ortaya çıkmadan aynı anda nikel içinde çözülebilir. Sonuçlar, yaygın metallerin çözelti sıcaklığı aralığının genellikle 1050 ile 1560 arasında olduğunu göstermektedir. Amerika Birleşik Devletleri, çözelti güçlendirme alaşımı nikel bazlı deformasyon süper alaşımı Haynes280 için iyi bir performans geliştirdi, bu alaşım 1400 yüksek sıcaklıkta, 165MPa'ya kadar uzama 87'ye kadar yüzde esas olarak alaşıma tungsten ve krom ve diğer elementler gibi refrakter metal elementlerin eklenmesi nedeniyle; Aynı zamanda, tane büyümesini engelleyebilen ve tane sınırlarını güçlendirebilen karbürleri oluşturmak için az miktarda karbon eklenir. Sonuçlar ayrıca, büyük miktarda molibden ve diğer ateşe dayanıklı metal elementlerin eklenmesiyle alaşımın mukavemetinin geliştirilebileceğini de göstermektedir. Alaşımın mikro yapı stabilitesi, rutenyum eklenerek geliştirilebilir. Tungsten gibi belirli bir miktarda refrakter metal ekleyerek, belirli koşullar altında alaşımın korozyon direnci geliştirilebilir. Oksidasyon korozyon direnci, belirli bir miktarda nadir toprak eklenerek büyük ölçüde geliştirilebilir.
2. Yağış geliştirme ve dağılım geliştirme
'-Ni3(Al, Ti)) fazı, yaşlanma sırasında nikel bazlı süper alaşıma belirli miktarda çökelme kuvvetlendirici elementler eklenerek çökeltilebilir, bu da metalin mukavemetini büyük ölçüde arttırır. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıktaki çalışma koşulları altında, çökeltilerin toplanması ve büyümesi kolaydır ve bunların bir kısmı tekrar matris içinde çözülebilir, böylece yüksek sıcaklık dayanımını azaltır. Son yıllarda, oksitlerin dispersiyon güçlendirmesi ile nikel bazlı süper alaşımlara daha fazla ilgi gösterilmiştir. Bu tür bir alaşım genellikle, bir zn-al alaşım mikro yapısı matrisinde eşit olarak dağılmış oksidin yüksek sıcaklık kararlılığı altında ultra ince (50 nm'den az) elde eden mekanik bir alaşımlama işlemini benimser. nokta alaşımın kendisi, yine de mükemmel yüksek sıcaklık sürünme performansını koruyabilir, üstün yüksek sıcaklıkta oksidasyon direnci ve karbon kükürt korozyonuna karşı direnç. Şu anda, ticarileştirilmiş üç çeşit nikel bazlı süper alaşım vardır. MA956 alaşımı, uçak motorlarının yanma odasının astarı olarak kullanılabilen süper alaşımların en yüksek oksidasyon direncine ve karbon ve kükürt korozyon direncine sahiptir.
