1. Kuo ypatingi superlydai?

Nuostabus aukštas - temperatūros stabilumas: Skirtingai nuo daugumos medžiagų, kurios praranda stiprumą, lankstumą ar struktūrinį vientisumą esant pakilusiam temperatūrai (paprastai virš 600 laipsnių), superlaidai palaiko kritines mechanines savybes -, pavyzdžiui, tempimo stiprumą, šliaužimo atsparumą (atsparumas laipsniškam deformacijai, esant ilgalaikiam stresui) ir nuovargio atsparumas-, net ir patvirtinant 1,200 laipsnį). Tai įgalina jų specializuotos mikrostruktūros (pvz., Nusodintos '- ni₃al fazės nikelio {- pagrindu sukurtos superlydiko) ir legiruotų konstrukcijų.

Aukščiausias atsparumas korozijai ir oksidacijai: Jie sudaro tankias, priklijuotas apsauginius oksido plėveles (pvz., Cr₂o₃ arba Al₂o₃) ant savo paviršių, kai veikiami atšiaurios aplinkos, įskaitant aukštą - temperatūros dujas, jūros vandenį, rūgščius tirpalus ar pramoninius korozijas. Tai apsaugo nuo medžiagų degradacijos ir prailgina tarnavimo laiką agresyviai.

Pritaikytas specifinių kraštutinumų našumas: „Superalloys“ yra ne vienos medžiagos klasė, o lydinių šeima (nikelis - pagrįsta, kobalt - pagrįsta, geležies -) pagrįsta tiksliniais poreikiais. Pavyzdžiui, pavienis - krištolo nikelis - pagrindu supervizituoja grūdų ribas, kad atsispirtų šliaužiančioms reaktyvinio variklio turbinėms, o kobalto - pagrindu pagamintos superalloys „Excel“ atsparumo dėvėjimams atsparumui aukštai - temperatūros pjovimo įrankiams.

Savybių išlaikymas daugialypė - įtempių sąlygomis: Jie gali atlaikyti bendrą aukštos temperatūros, aukšto slėgio, ciklinio apkrovos ir cheminės atakos poveikį -, būdingi tokioms pramonės šakoms kaip aviacijos ir kosmoso, energijos ir naftos chemijos produktai - be katastrofinio gedimo, todėl jie yra nepakeičiami saugumui - kritinės komponentai.

2. Kokie yra superlydų trūkumai?

Ypač didelės gamybos ir medžiagų išlaidos: Superlloyys priklauso nuo retų, brangių lydinių elementų (pvz., Tantalum, volframo, renio, niobium) ir sudėtingų gamybos procesų (pvz. Dėl šių veiksnių jų žaliavos ir gamybos sąnaudos yra daug didesnės nei įprasti lydiniai - dažnai 5–10 kartų brangesni nei nerūdijančio plieno ar aliuminio lydiniai.

Prastas apdirbamumas ir formavimas: Dėl didelio jų stiprumo (net kambario temperatūroje) ir kietos mikrostruktūros (pvz. Apdirbimui supervizionams reikalinga specializuota įranga (pvz., Aukštas - greičio karbido įrankiai, kriogeninis aušinimas) ir lėtas perdirbimo greitis, o tai padidina gamybos laiką, darbo sąnaudas ir įrankių susidėvėjimą. Formavimo procesai, tokie kaip kalimas ar riedėjimas, taip pat reikalauja aukštos temperatūros ir slėgio, padidindami sudėtingumą.

Didelio tankio ir svorio nuobaudos: Daugumos superlydų (ypač nikelio - pagrindu ir kobalto - variantai) turi didelį tankį (pvz. Tai daro juos netinkamus svoriui - jautrioms programoms (pvz., Lengvos orlaivių komponentams), nes jie gali padidinti bendrą sistemos svorį ir sumažinti energijos vartojimo efektyvumą.

Ribotas perdirbimas ir poveikis aplinkai: Retų lydinių elementų (pvz., Rhenium) ekstrahavimas ir tobulinimas yra energija - intensyviai ir žalingi aplinkai. Be to, perdirbimas superlydus yra techniškai sudėtingas dėl jų sudėtingos kompozicijos - atskirti ir atkurti atskirus elementus, reikia pažangių procesų (pvz.

Jautrumas konkrečiam gedimo režimams (ekstremaliomis sąlygomis): Nors jie yra labai patvarūs, jie nėra apsaugoti nuo žalos. Pavyzdžiui, nikelis - pagrindu pagrįsti supervietės gali kentėti nuo „šiluminio nuovargio krekingo“ po pakartotinių šildymo/aušinimo ciklų, o vienkartiniai - kristalų supervietės yra pažeidžiamos, jei jie yra netikėtai dideli įtempiai esant žemai temperatūrai.

3. Kokie yra „Superalloys“ pranašumai?

Išskirtinis aukštas - temperatūros mechaninis našumas: Tai yra svarbiausias jų pranašumas. Jie priešinasi ropliui (lėta deformacija esant pastoviai aukštai - temperatūros įtempiui) ir šiluminis nuovargis (įtrūkimas nuo pakartotinio šildymo/aušinimo) yra daug geriau nei įprasti lydiniai. Pavyzdžiui, nikelis - pagrindu, pavyzdžiui, „Inconel 718“, palaiko daugiau nei 90% savo kambario - temperatūros stiprumo, esančio 650 laipsnių, ir tai leidžia juos naudoti reaktyviniame variklio turbinų ir dujų turbinų dalyse.

Puikus atsparumas korozijai ir oksidacijai: Atšiaurioje aplinkoje -, pavyzdžiui, jūrinių druskingų vandens, pramoninių cheminių medžiagų ar aukštų - temperatūros degimo dujos -} superlojos sudaro stabilų, nepralaidų oksido sluoksnį, kuris veikia kaip užtvara nuo medžiagos skilimo. Pvz., Kobaltas - pagrindu, pavyzdžiui, priešinasi rūgščiai ir aukštai - chlorido aplinkai korozijai, todėl jie yra idealūs cheminio apdorojimo įrangai.

Ilgas tarnavimo laikas ir patikimumas: Jų gebėjimas atlaikyti ekstremalias sąlygas be skilimo reiškia ilgesnį komponentų gyvenimo trukmę ir sumažintą priežiūros dažnį. Pavyzdžiui, aviacijos ir kosmoso srityje „Superalloy“ turbinos ašmenys gali veikti tūkstančius skrydžių valandų prieš pakeitimą, sumažinti prastovos ir oro linijų veiklos sąnaudas.

Universalumas tarp lydinių tipų: „Superalloy“ šeima apima nikelio - pagrįstas (plačiausiai naudojamas), kobaltas - pagrįstas (puikus atsparumas dėvėjimosi atsparumui) ir geležis - (kaina - - veiksminga vidutinei temperatūrai) variantus. Ši įvairovė leidžia jiems pritaikyti to Konkrečios programos - iš aukšto - temperatūros srovės variklio dalys (nikelis - pagrindu pagamintas vienvietis - kristalų lydiniai) medicininiams implantams (korozija - atsparus kobalt - chromo supermenams).

Suderinamumas su pažengusiu gamyba: Daugelį supervizionų galima apdoroti naudojant {- {- meno techniką, tokias kaip priedų gamyba (3D spausdinimas), vienkartinis - krištolo liejimas ir karštas izostatinis paspaudimas. Tai leidžia gaminti sudėtingus, šalia - tinklo - formos komponentų (pvz.