Alyaj nikèl yo klase ki baze sou konpozisyon yo, pwopriyete yo, ak aplikasyon yo. Kalite prensipal yo gen ladan yo:
Alyaj nikèl-fè: Genyen 30-70% nikèl ak fè kòm eleman segondè a, souvan ak ajoute tankou CHROMIUM, MOLYBDENUM, oswa kwiv. Egzanp yo gen ladan Invar (64% Ni, 36% Fe), li te ye pou ekspansyon ki ba tèmik, ak permalloy (78% Ni, 22% Fe), yo itilize nan aplikasyon pou mayetik.
Alyaj nikèl-kwiv: Tipikman konpoze de 60-70% nikèl ak 20-30% kwiv, ak eleman minè tankou fè oswa Manganèz. Monel 400 (67% Ni, 30% Cu) se yon premye egzanp, ki vo rezistans korozyon nan anviwònman maren ak chimik.
Alyaj nikèl-chromium: Prezante segondè CHROMIUM (10-30%) pou rezistans oksidasyon, ak nikèl kòm baz la. Inconel 600 (76% Ni, 16% Cr, 8% Fe) se lajman ki itilize nan anviwònman wo-tanperati tankou founo ak echanjeur chalè.
Alyaj nikèl-molibdenòm: Rich nan molibdèn (15-30%) reziste korozyon pa asid (egzanp, asid idroklorik). Hastelloy B-2 (62% Ni, 28% MO) se yon egzanp kle, yo itilize nan pwosesis chimik.
Alyaj nikèl-chromium-molibdèn: Konbine CHROMIUM ak MOLYBDENUM pou oksidasyon balanse ak rezistans korozyon. Hastelloy C-276 (57% Ni, 16% Cr, 16% MO) èksèl nan anviwònman piman bouk tankou solisyon klori ki rich.
Nikèl-Titanium alyaj (fòm-memwa alyaj): Tankou nitinol (55% NI, 45% TI), ki montre efè fòm-memwa ak supèrleasticity, yo itilize nan aparèy medikal (stents) ak konpozan avyon.
Nikèl superalloys: Alloys pèfòmans-wo ak nikèl kòm baz la (30-70%), ranfòse pa eleman tankou CHROMIUM, Cobalt, aliminyòm, ak Titàn pou ekstrèm fòs segondè-tanperati. Egzanp yo gen ladan Inconel 718 ak alyaj sèl-kristal tankou CMSX-4.
Pwopriyete yo mayetik nan superalloys nikèl depann sou konpozisyon yo, patikilyèman kontni an nikèl ak eleman alyaj.
Nikèl tèt li se feromagnetik(atire leman) nan tanperati chanm. Sepandan, anpil superalloys nikèl yoki pa mayetik oswa chetif mayetikAkòz ajoute alyaj ki deranje lòd la feromayetik.
Pou egzanp:
Inconel 718, ki gen ~ 52% Ni ansanm ak CHROMIUM, Niobium, ak MOLYBDENUM, se jeneralman ki pa mayetik nan eta rkwit li yo oswa ki gen laj.
Alloys with higher nickel content (e.g., >80%) ka kenbe fèb feromagnetism, men sa a se ra nan superalloys, kote CHROMIUM ak lòt eleman souvan siprime konpòtman mayetik.
Rezon ki fè kle a se ke eleman tankou CHROMIUM, MOLYBDENUM, ak Cobalt ka diminye tanperati a feromayetik Curie nan nikèl, fè alyaj yo ki pa mayetik nan tanperati chanm. Pwopriyete sa a avantaje nan aplikasyon pou avyon ak elektrik kote yo dwe minimize entèferans mayetik.
Carbides yo enpòtan presipite nan superalloys nikèl, ki te fòme pa kabòn reyaji ak metal REFRACTORY. Yo amelyore gwo tanperati fòs, rezistans ranpe, ak estabilite fwontyè grenn jaden. Carbides komen yo enkli:
MC Carbides: Carbides kib ak yon estrikti NaCl-kalite, kote "M" reprezante metal tankou Titàn (TIC), tantal (TAC), niobium (NBC), oswa hafnium (HFC). Sa yo fòme pandan solidifikasyon epi yo souvan yo te jwenn kòm patikil disrè, ranfòse matris la ak inhibition kwasans grenn.
M₂₃c₆ Carbides: Carbides konplèks (egzanp, cr₂₃c₆, (cr, mo) ₂₃c₆) ki presipite nan limit grenn jaden. Yo amelyore fòs fwontyè grenn jaden, diminye cracking intergranular anba gwo tanperati estrès. CHROMIUM se metal prensipal la nan M₂₃C₆, ak MOLYBDENUM oswa tengstèn ranplase nan kèk ka.
M₆C Carbides: Carbides egzagonal oswa kib (egzanp, (Mo, W, Ni) ₆c) ki fòme nan tanperati entèmedyè. Yo souvan yo te jwenn nan alyaj ki rich anpil nan molibden oswa tengstèn (egzanp, Hastelloy X) ak kontribye nan rezistans fluaj pa epenglaj perturbation.
M₇c₃ Carbides: Mwens komen, men obsève nan kèk alyaj, karid sa yo (egzanp, CR₇c₃) ka fòme pandan tretman chalè epi yo ka transfòme nan M₂₃C₆ nan pi wo tanperati.
Distribisyon an ak kalite karbid yo kontwole atravè tretman chalè, asire pi bon pwopriyete mekanik pou sèvis segondè-tanperati.
Nikèl ki baze sou superalloys gen relativman ba konduktiviti tèmik konpare ak metal tankou kwiv oswa aliminyòm, yon pwopriyete ki balans retansyon chalè ak entegrite estriktirèl nan aplikasyon pou gwo tanperati.
Valè tipik: Tèmik konduktivite chenn nan10 a 25 w/(m · k)Nan tanperati chanm, diminye yon ti kras nan tanperati ki wo. Pou egzanp:
Inconel 718: ~ 11 w/(m · k) nan 20 degre, ~ 16 w/(m · k) nan 800 degre.
CMSX-4 (yon sèl-kristal superalloy): ~ 12 w/(m · k) nan 20 degre, ~ 18 w/(m · k) nan 1,000 degre.
Hastelloy X: ~ 14 w/(m · k) nan 20 degre, ~ 20 w/(m · k) nan 800 degre.
Faktè ki enfliyanse konduktivite: Eleman alyaj (egzanp, molibden ak tengstèn diminye konduktiviti), karakteristik microstructural (egzanp, presipite phonons gaye, bese transpò tèmik), ak tanperati (konduktivite ogmante yon ti kras ak tanperati akòz mouvman amelyore fonon).
Siyifikasyon jeni: Ba konduktiviti tèmik ede kenbe chalè nan seksyon cho nan turbine gaz, diminye pant tèmik ak amelyore efikasite. Li te tou minimize transfè chalè nan eleman pi fre, pwoteje yo soti nan surchof.
Superalloys ki baze sou nikèl yo kritik nan avyon akòz kapasite yo nan kenbe tèt ak tanperati ekstrèm, estrès mekanik, ak korozyon. Alyaj kle ak aplikasyon yo gen ladan yo:
Inconel 718:
Konpozisyon: ~ 52% Ni, 19% Cr, 18.5% Fe, 5% NB, 3% mo, 1% Ti, 0.6% al.
Aplikasyon: Disk turbine, lam, ak anvlòp nan motè jè (egzanp, turbines presyon ki ba) ak motè fize. Ekselan weldability li yo ak fòs segondè nan 650-700 degre fè li versatile pou eleman estriktirèl.
Inconel 625:
Konpozisyon: ~ 61% Ni, 21.5% Cr, 9% Mo, 3.6% NB, 2.5% Fe.
Aplikasyon: Chambers ki degaje konbisyon yo, sistèm tiyo echapman yo, ak adezif. Rezistans siperyè oksidasyon li yo (jiska 1,093 degre) ak kostim rezistans korozyon anviwònman motè difisil.
Waspaloy:
Konpozisyon: ~ 58% Ni, 19% Cr, 13% CO, 4.3% mo, 3% ti, 1.4% al.
Aplikasyon: Disk segondè-presyon turbine ak lam nan motè jè militè ak komèsyal yo. Li ofri ekselan rezistans fluaj nan 760-815 degre.
Sèl-kristal superalloys (egzanp, CMSX-4, PWA 1484):
Konpozisyon: ~ 60-65% Ni, 10-20% Cr, 5-10% CO, 5-8% al, 5-10% W, ak TA, TI, oswa re ajoute.
Aplikasyon: High-presyon turbine lam nan motè jè avanse (egzanp, Boeing 787, èrbus A350). Estrikti sèl-kristal yo elimine limit grenn jaden, byen wo diminye fluaj ak amelyore fòs nan 1,000-1,100 degre.
Haynes 282:
Konpozisyon: ~ 57% Ni, 20% Cr, 10% CO, 8.5% mo, 2.1% ti, 1.5% al.
Aplikasyon: Disk turbine ak anvlòp nan motè pwochen-jenerasyon. Li konbine gwo-tanperati fòs ak fabrike amelyore konpare ak pi gran alyaj.
Alloys sa yo pèmèt motè avyon yo opere nan pi wo tanperati, ogmante efikasite gaz ak vyolans pandan y ap asire fyab alontèm.
