ويسمى التصنيف الرئيسي للسبائك ذات درجة الحرارة العالية أيضًا "السبائك الفائقة"
تشير السبائك ذات درجة الحرارة العالية إلى نوع من المواد المعدنية المعتمدة على الحديد والنيكل والكوبالت والتي يمكن أن تعمل في درجات حرارة عالية تزيد عن 600 درجة وتحت ضغط معين لفترة طويلة؛ ولها قوة عالية في درجات الحرارة العالية، وخصائص جيدة مضادة للأكسدة ومضادة للتآكل، وأداء جيد للتعب، وصلابة الكسر وخصائص شاملة أخرى. تحتوي السبائك ذات درجة الحرارة العالية على هيكل أوستينيت واحد وتتميز باستقرار هيكلي جيد وموثوقية الخدمة في درجات حرارة مختلفة.
استنادا إلى خصائص الأداء المذكورة أعلاه والدرجة العالية من صناعة السبائك للسبائك ذات درجة الحرارة العالية، يطلق عليها أيضا "السبائك الفائقة" وهي مادة مهمة تستخدم على نطاق واسع في الطيران والفضاء والبترول والصناعة الكيميائية والسفن. وفقا لعناصر المصفوفة، تنقسم السبائك ذات درجة الحرارة العالية إلى سبائك أساسها الحديد، وسبائك النيكل، وسبائك الكوبالت وغيرها من السبائك ذات درجة الحرارة العالية. يمكن أن تصل درجة حرارة الخدمة للسبائك ذات درجة الحرارة العالية القائمة على الحديد بشكل عام إلى 750 ~ 780 درجة فقط. بالنسبة للأجزاء المقاومة للحرارة المستخدمة في درجات الحرارة المرتفعة، يتم استخدام السبائك القائمة على النيكل والسبائك المعدنية المقاومة للحرارة. تحتل السبائك ذات درجة الحرارة العالية القائمة على النيكل مكانة مهمة بشكل خاص في مجال السبائك ذات درجة الحرارة العالية بأكمله. يتم استخدامها على نطاق واسع لتصنيع المكونات الأكثر سخونة لمحركات الطائرات النفاثة وتوربينات الغاز الصناعية المختلفة.
خصائص سبائك درجة الحرارة العالية
يتم تسريع معدلات التحلل المختلفة للمواد في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة. أثناء الاستخدام، من المحتمل حدوث عدم استقرار الأنسجة والتشوه ونمو التشققات تحت تأثير درجة الحرارة والضغط، والتآكل التأكسدي لسطح المادة.
1. مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل
تعتمد مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل وغيرها من خصائص السبائك ذات درجات الحرارة المرتفعة بشكل أساسي على تركيبها الكيميائي وهيكلها التنظيمي. بأخذ سبيكة النيكل المشوهة ذات درجة الحرارة العالية GH4169 كمثال، يمكن ملاحظة أن محتوى النيوبيوم في سبيكة GH4169 مرتفع. يرتبط فصل النيوبيوم في السبيكة ارتباطًا مباشرًا بالعملية المعدنية. مصفوفة GH4169 عبارة عن محلول صلب Ni-Gr، ويمكن تحمل الجزء الكتلي من Ni الذي يحتوي على أكثر من 50%. عند درجة حرارة عالية تصل إلى حوالي 1 000 درجة مئوية، فهو يشبه الماركة الأمريكية Inconel718. تتكون السبيكة من طور المصفوفة، ومرحلة δ، ومرحلة كربيد ومرحلة تقوية ' ومرحلة ″. تظهر العناصر الكيميائية وهيكل المصفوفة لسبائك GH4169 خصائصها الميكانيكية القوية. قوة الخضوع وقوة الشد أفضل بعدة مرات من الفولاذ 45، كما أن اللدونة أفضل من الفولاذ 45. يساهم الهيكل الشبكي المستقر وعدد كبير من عوامل التقوية في خواصه الميكانيكية الممتازة.
2. صعوبة المعالجة العالية
نظرًا لبيئة العمل المعقدة والقاسية، تلعب سلامة السطح المعالج للسبائك ذات درجة الحرارة العالية دورًا مهمًا للغاية في أدائها. ومع ذلك، فإن السبائك عالية الحرارة عادة ما تكون مواد يصعب تصنيعها. لديهم صلابة عالية، تصلب شديد للعمل، مقاومة عالية لإجهاد القص والتوصيل الحراري المنخفض. قوة القطع ودرجة حرارة القطع في منطقة القطع مرتفعة، والتي تحدث غالبًا أثناء المعالجة. جودة سطح الآلة منخفضة والأداة تالفة بشدة. في ظل ظروف القطع العادية، فإن الطبقة السطحية للسبائك ذات درجة الحرارة العالية سوف تنتج مشاكل مفرطة مثل الطبقة المتصلبة، والإجهاد المتبقي، والطبقة البيضاء، والطبقة السوداء، وطبقة تشوه الحبوب.
