مقدمة وتطبيق سبائك درجات الحرارة العالية
سبائك درجات الحرارة العالية ، والمعروفة أيضًا باسم Superalloys ، هي فئة من المواد المعدنية التي يمكن أن تحافظ على قوتها ومقاومة التآكل في بيئات درجات الحرارة العالية.
مقدمة وتطبيق سبائك درجات الحرارة العالية
سبائك درجات الحرارة العالية عبارة عن سبائك قائمة على الحديد ، تعتمد على النيكل ، والتي تستخدم عادةً في درجات حرارة تتجاوز 540 درجة. تستخدم هذه السبائك على نطاق واسع في مختلف الحقول الصناعية بسبب خصائصها الممتازة في درجات حرارة عالية ، مثل مقاومة الزحف ، ومقاومة الأكسدة ، ومقاومة التآكل.
المبادئ المعدنية لسبائك درجات الحرارة العالية
عادة ما يكون لسبائك درجات الحرارة العالية هيكل بلوري مكعب (FCC) المتمحور حول الوجه. لا يعد الحديد والكوبالت هياكل FCC في درجة حرارة الغرفة ، لكنها ستتحول إلى هياكل FCC بعد درجات حرارة عالية أو سبائك. يحافظ النيكل على بنية FCC في جميع درجات الحرارة. لا يتم تحديد خصائص السبائك ذات درجة الحرارة العالية فقط من خلال تكوينها الكيميائي ، ولكنها تتأثر أيضًا بالمعالجة الحرارية ، وتزوير ، وعمليات الصب.
خصائص وخصائص السبائك عالية الحرارة
سبائك الصلب العادية والتيتانيوم ليست قوية بما يكفي في درجات حرارة تزيد عن 540 درجة وقد تتلف بسبب التآكل.
إذا كانت هناك حاجة إلى الحفاظ على القوة في درجات حرارة أعلى (تكون نقطة الانصهار لمعظم السبائك حوالي 1371-1204) ، وعادة ما يتم اختيار superalloys المستندة إلى النيكل.
يمكن استخدام Superalloys المستندة إلى النيكل بنسب درجة حرارة أعلى من المواد التجارية.
يمكن استخدام Superalloys المستندة إلى الكوبالت كبديل عن Superalloys المستندة إلى النيكل ، اعتمادًا على القوة المطلوبة ونوع التآكل.
في درجات الحرارة المنخفضة ، تحتوي Superalloys المستندة إلى الحديد على مجموعة واسعة من التطبيقات من Superalloys القائمة على النيكل.
تعتمد قوة Superalloys ليس فقط على التركيب الكيميائي ، ولكن أيضًا على المعالجة الحرارية ، وتزوير ، وعمليات الصب ، وخاصة العملية بعد المعالجة الحرارية أو التزوير أو الصب.
تعتبر Superalloys التي تتخذ من Iron-Nickel أرخص من Superalloys المستندة إلى النيكل.
من أجل تحسين مقاومة التآكل في درجات حرارة مرتفعة ، تحتوي معظم العوامل الفائقة المعالجة على كمية معينة من الكروم.
تتمتع Superalloys بمقاومة عالية للأكسدة ، ولكن في بعض الحالات ، تكون مقاومة التآكل غير كافية. على سبيل المثال ، في درجات حرارة توربينات محرك الطائرات فوق 760 درجة ، تتطلب Superalloys الطلاء.
تعتبر تقنية طلاء Superalloy جزءًا مهمًا من تطبيقها وتطويرها. تعتبر Superalloys غير المصابة غير فعالة للاستخدام على المدى الطويل في درجات حرارة عالية.
في Superalloys ، وخاصة Superalloys المستندة إلى النيكل ، تتم إضافة مجموعة متنوعة من العناصر ، مع بعض السبائك التي تحتوي على ما يصل إلى 14 عنصرًا أو أكثر.
العناصر المستخدمة في Superalloys ، مثل النيكل والكوبالت والكروم والتنغستن والموليبدينوم والرينيوم والهفنيوم ، باهظة الثمن وتختلف مع مرور الوقت.
تطبيقات superalloys
تحتوي Superalloys على مجموعة واسعة من الاستخدامات في تطبيقات درجات الحرارة العالية ، بما في ذلك مكونات الطائرات والمعدات الكيميائية والبتروكيماوية.
من المهم ملاحظة أن جميع التطبيقات لا تتطلب قوة في درجات حرارة عالية. تكوين وتآكل مقاومة Superalloys تجعلها مادة قياسية لتصنيع الأجهزة الطبية. وقد وجدت Superalloys أيضا تطبيقات في درجات حرارة منخفضة جدا.
تلعب Superalloys دورًا مهمًا في الصناعة الحديثة بسبب مزيجها الفريد من الخصائص ، وخاصة في الصناعات الطيران والطاقة والكيميائية.
