ابرآلیاژها یا Super alloy آلیاژهایی پیچیده ایی هستند که تاریخچه آن بر می گردد به پس از جنگ جهانی دوم که متخصصان برای بالا بردن قدرت پره های جت به دنبال راهی بودند و از آنجایی که مردم به شهرنشینی روی آورده بودند در نتیجه به توربین های بزرگتری نیاز داشتند تا انرژی مکانیکی به الکتریسته تبدیل گردد که برای ساخت این توربین نیاز به فلزی قوی تر از فولاد بودند، آنجا بود که طراحان به فکر ترکیب چند فلز افتادند و سوپرآلیاژ را ساختند و این شد که امروزه سوپرآلیاژها در صنعت و حتی در پزشکی استفاده فراوانی دارد و متخصصان هر روز سوپرآلیاژ جدیدتری تولید می کنند، در ادامه بیشتر به این موضوع خواهیم پرداخت:
- سوپرآلیاژ چیست؟
- انواع سوپرآلیاژ
- طبقه بندی سوپرآلیاژها بر حسب روش تولید
- ویژگی سوپرآلیاژها
- استاندارد ساخت سوپرآلیاژ
- کاربرد سوپرآلیاژها
سوپر آلیاژ چیست؟
سوپرآلیاژ یا ابرآلیاژها آلیاژهایی هستند که در برابر حرارت بسیار مقاوم هستند و بر پایه کبالت، نیکل، و نیکل+ آهن هستند و دارای ساختار کریستالی FCC مکعبی مرکز پر است و دارای ویژگی منحصر به فرد است که در صنایع مختلفی مانند پتروشیمی، نفت و نیروگاهی و نیز هوایی کاربرد دارد.
انواع سوپرآلیاژ
سوپرآلیاژها بر اساس ترکیبات شیمیایی به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
سوپرآلیاژ بر پایه کبالت
این نوع ابرآلیاژ بر پایه عنصر کبالت می باشد که دارای مقاومت استحکامی بسیار بالا است و از ویژگی های آن می توان به مقاومت بسیار بالا آن در برابر اکسیداسیون، خوردگی و مقاومت حرارتی تا دمای 1000 درجه سانتیگراد اشاره نمود.همچنین قابلیت ذوب و ریخته گری در هوا با اتمسفر آرگون را نیز دارد:
تقسیم بندی مقاومت
- آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی و سایش
- آلیاژ مقاوم تا دمای 65 درجه سانتیگراد
- آلیاژ با محدوده دمای بین 650 سانتیگراد تا 1150 سانتیگراد
سوپرآلیاژ بر پایه نیکل
عنصر اصلی تشکیل دهنده این سوپرآلیاژ نیکل است و 50 درصد از این نوع سوپر آلیاژ را تشکیل می دهد مقاومت حرارتی آن 650 درجه سانتیگراد است که به دلیل وجود دمای بالا در موتورهای هواپیماهای پیشرفته کاربرد زیادی دارد.
سوپرآلیاژ بر پایه آهن و نیکل
آهن عنصر اصلی بوده و با ترکیب نیکل سوپرآلیاژ فولادی به دست می آید و 25 درصد آن از نیکل تشکیل می شود، به این ترکیب سایر عناصر آلیاژ شونده مثل کروم اضافه می گردد که موجب سخت شدن فلز می شود، همچنین فولاد استفاده شده در این سوپرآلیاژ فولاد ضدزنگ آستنیتی است.
طبقه بندی سوپرآلیاژها بر حسب روش تولید
- سوپرآلیاژهای متالورژی پودر
- سوپرآلیاژهای کارپذیر
- سوپرآلیاژهای پلی کریستا ریختگی
- سوپرآلیاژهای تک کریستالی انجماد
ویژگی سوپرآلیاژها
- استحکام بالا در برابر حرارت و دمای بالا
- مقاومت در برابر تغییر شکلهای حرارتی
- مقاومت در برابر اکسیداسیون و فرسایش
استاندارد ساخت سوپرآلیاژ
- استانداردهای شرکت های طراح آلیاژ مانند GE,PWA
- استاندارد سازمانی مانند AMS,MIL-STD,ASTM
کاربرد سوپرآلیاژها
- ساخت قطعات واحدهای تولید برق
- ساخت توربین های گاز هواپیما
- ساخت قطعات صنایع مهندسی پزشکی (اعضای مصنوعی و دندان مصنوعی)
- ساخت قطعات موتورهای رفت و برگشتی
- کاربرد در صنایع فضایی و وسایل در معرض حرارت (صنایع هوا و فضا)
- ساخت قطعات صنایع شیمیایی و پتروشیمی
- صنایع دریایی
سوپرآلیاژها در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوافضا، پتروشیمی و نیروگاهی کاربردهای وسیعی دارند، از کارخانه های تولیدی این ابرآلیاژها در ایران می توان به مجتمع فولاد آلیاژی اصفهان و کارخانه فولاد اسفراین اشاره نمود، کاربران گرامی جهت مشاهده تأمین کنندگان فلزات آلیاژی در وبسایت فولاد24 می توانید وارد لینک شده و با تأمین کنندگان این محصول ارتباط برقرار نمایید.
داستان سوپرآلیاژهای نیکل
منبع:گروه تأمین محتوای فولاد24