1. Apa nikel tinggi nikel - paduan berbasis?
Inconel 718: Tinggi - nikel tinggi yang paling banyak digunakan - berbasis paduan, berisi ~ 52% Ni, 18,6% Cr, 5,1% NB, dan sejumlah kecil Al/Ti. Ini menawarkan ultra - kekuatan tarik tinggi (~ 1.300 MPa dalam keadaan tua) dan resistensi creep yang sangat baik hingga 650 derajat. Ini secara luas digunakan dalam ruang angkasa (disk turbin, pengencang) dan minyak dan gas (alat downhole) karena keseimbangan kekuatan dan kemampuan prosesnya.
Waspaloy: Presipitasi - Paduan keras dengan ~ 58% Ni, 19,5% Cr, 13% CO, dan 1,4% ti/al. Ini memberikan kekuatan kelelahan yang luar biasa dan resistensi creep pada 700–800 derajat, membuatnya ideal untuk komponen aerospace stres- tinggi seperti bilah turbin dan poros mesin.
CMSX-4: Satu - kristal nikel - paduan berbasis (bebas dari batas butir, yang meningkatkan resistensi creep) dengan ~ 61% Ni, 10% CR, 6,5% CO, 6% W, dan 3% RE. Ini mempertahankan kekuatan tinggi pada suhu ekstrem (hingga 1.100 derajat) dan sangat penting untuk bilah turbin mesin jet canggih di pesawat militer dan komersial.
Hastelloy x: Sementara dikenal karena resistensi korosi, ia juga menunjukkan kekuatan tinggi pada 800-1.200 derajat. Terdiri dari ~ 49% Ni, 22% Cr, 18,5% Fe, dan 9% MO, digunakan dalam bagian struktural suhu - tinggi seperti ruang pembakaran turbin gas.
2. Berapa kisaran suhu superalloy?
Kisaran suhu rendah hingga sedang (hingga 650 derajat): Didominasi oleh besi - nickel superalloys (misalnya, incoloy 800h) dan beberapa nikel - paduan berbasis (misalnya, Inconel 625). Ini digunakan dalam aplikasi seperti penukar panas pembangkit listrik dan reaktor kimia, di mana kekuatan pada suhu yang cukup tinggi diperlukan tanpa paparan panas yang ekstrem.
Kisaran suhu tinggi (650–1.000 derajat): Dicakup oleh sebagian besar nikel - berbasis superalloys (misalnya, Inconel 718, Waspaloy) dan Cobalt - berbasis superalloys (misalnya, Stellite 6B). Mereka adalah bahan inti untuk disk turbin dirgantara, komponen turbin gas industri, dan bagian mesin roket, karena mereka menahan creep dan oksidasi pada suhu ini.
Ultra - kisaran suhu tinggi (1.000–1.250 derajat): Eksklusif untuk nikel canggih - berdasarkan superalloys, khususnya varian kristal - tunggal atau terarah (misalnya, cmsx - 4, PWA 1484) dan beberapa paduan berbasis kobalt. Ini dirancang untuk bagian terpanas dari mesin jet (bilah turbin) dan komponen kendaraan hipersonik, di mana mereka menahan bersepeda termal dan panas ekstrem tanpa pelunakan.
3. Apa kekuatan nikel - berbasis superalloys?
Kekuatan tarik: Pada suhu kamar, tinggi - kinerja nikel - superalloy berbasis biasanya memiliki kekuatan tarik utama (UTS) dari 900–1.500 MPa. Misalnya:
Inconel 718 (negara tua): UTS ~ 1.300 MPa, kekuatan luluh ~ 1.100 MPa.
Cmsx - 4 (single-crystal): UTS ~ 1.000 MPa pada 800 derajat (jauh lebih tinggi dari paduan konvensional, yang melunak secara drastis di atas 600 derajat).
Kekuatan creep: Ini adalah properti yang menentukan - nickel - berbasis superalloys menahan deformasi permanen (creep) di bawah long - istilah tinggi - tegangan suhu. Misalnya:
Inconel 718 dapat menahan stres ~ 100 MPa pada 650 derajat selama 10.000 jam tanpa melebihi strain creep 0,1%.
Single - paduan kristal seperti PWA 1484 mempertahankan resistensi creep pada 1.100 derajat, dengan kehidupan ruptur creep (waktu untuk kegagalan di bawah tekanan) melebihi 1.000 jam pada 138 MPa.
Kekuatan kelelahan: Mereka menunjukkan resistensi yang sangat baik terhadap pemuatan siklik, penting untuk komponen dirgantara. Waspaloy, misalnya, memiliki kekuatan kelelahan ~ 400 MPa pada 700 derajat (10⁷ siklus), memastikan daya tahan pada turbin mesin yang mengalami tekanan termal dan mekanik berulang.
Retensi suhu - tinggi: Tidak seperti baja (yang kehilangan ~ 50% dari kekuatannya pada 600 derajat), nikel - berbasis superalloys mempertahankan 70–90% dari kamar mereka - kekuatan suhu pada 800 derajat. Ini membuat mereka sangat diperlukan untuk aplikasi di mana panas dan beban hidup berdampingan, seperti inti mesin jet dan internal reaktor nuklir.
