سوپرآلیاژ چیست؟

سوپرآلیاژ چیست؟

انواع و ویژگیهای آن

) نیز در میان اهل صنعت مشهور هستند، Superalloyابرآلیاژها که با نام سوپرآلیاژ ( براساس ویژگ یهای ساخت و عناصر شیمیایی ترکیبی، خواص و مزی تهای بیشتری نسبت به سایر آلیاژهای فلزی دارند؛ گفتنی است که ابرآلیاژها براساس ویژگ یهای منحصر به فردشان، در بخ شهای تخصصیتر صنعتی به کار م یروند. در این مقاله، میکوشیم تا ابتدا ابرآلیاژها را تعریف کنیم، سپس به ویژگیهای شیمیایی و مکانیکی آنها بپردازیم و نکات تکمیلی این مبحث را بررسی کنیم .

ابرآلیاژ چیست ؟ ) به آلیاژهایی گفته م یشود که به سبب وجود برخی از Superalloyابرآلیاژ یا سوپرآلیاژ ( عناصر فلزی متفاوت، ویژگیهای خاصی پیدا کرد هاند؛ به بیان دقی قتر، سوپرآلیاژها امکان کار در بخشی بسیار بالا از نقطه ذوب خود را دارند. دمای کار با این آلیاژها معمولا بیشتر از درجه سانت یگراد است. 540 شایان توجه است که خواص و مزیتهای سوپرآلیاژها با افزایش یا کاهش درصد عناصر فلزی موجود در آ نها، تغییر م یکند. بسیار جالب است که از زمان کشف چنین آلیاژهایی، بسیاری از متخصصان عرصه فلز در تلاش هستند که با ترکی بهای دقی قتر و نوآورانهتر عناصر فلزی، آلیاژهای جدیدتری تولید کنند . سوپرآلیاژ چه انواعی دارد؟ همانطور که در قسمت قبلی نیز اشاره کردیم، به سبب اینکه سوپرآلیاژها کاربردهای بسیاری زیادی در صنعت دارند و گره بسیاری از مشکلات صنعتی را گشود هاند، جمع گسترد های از متخصصان در تلا شاند تا آلیاژهای جدیدتری را اختراع و وارد چرخه صنعت کنند. در حال حاضر، سه ابرآلیاژ مشهور در عرصه فلزات وجود دارد که هر کدام خواص و ویژگ یهای خود را دارند. در ادامه، هر کدام از این سه آلیاژ را بررسی م یکنیم : ابرآلیاژ بر پایه نیکل : ▪ شناخته Niام در جدول تناوبی شیمیایی است و با علامت اختصاری 28نیکل عنصر فلزی میشود. فلز نیکل خواص بسیار زیادی دارد؛ مقاومت کششی و برشی، قابلیت چک شخواری مطلوب و سطح براق با ساختاری بلور یشکل از جمله ویژگ یهای این فلز است.
سوپ رآلیاژهای بر پایه نیکل در ان واع گوناگونی تولید م یشوند تا نیازهای طیف وسیعی از مصرفکنندگان صنعتی را پاس خگو باشند. ابرآلیاژ بر پایه نیکل بر مبنای ویژگ یهای شیمیایی، به هشت گروه متفاوت تقسیم میشود. همچنین این آلیاژها بر مبنای ذوب، به چهار دسته زیر تقسیم میشوند : آلیاژهای ذوبشونده در خلا با مقاومت بالا . • آلیاژهای اولیه ذوب در خلا. • آلیاژهای نوین ذوبشونده در هوا . • آلیاژهای اولیه ذو بشونده در هوا . • ) در ساخت Ni) و نیکل (Co)، کبالت (Cr)، کروم (Moاز عناصر فلزی مولیبدن ( ابرآلیاژهای بر پایه نیکل استفاده م یشود.

ابرآلیاژ بر پایه کبالت : ▪ در میان اهل فن مشهور است. Coعنصر فلزی کبالت با رنگی سفید و عنوان اختصاری کبالت از جمله فلزهای گرا نقیمت محسوب میشود و مطمئنا آلیاژهای ساخت هشده با این عنصر نیز، هزینه و قیمت بیشتری دارند . آلیاژهای تولید شده بر پایه کبالت خواص حرارتی شگفتانگیزی در دمای بالای هزار درجه سانت یگراد دارند. همچنین این آلیاژ با اضافه کردن عناصر فلزی دیگر، خواص و ویژگ یهای متفاوتی پیدا م یکند؛ به عنوان نمونه، با اضافه کردن عنصر فلزی کروم به این آلیاژ، استحکام آن در برابر انواع اکسیداسیون و خوردگی افزایش چشمگیری خواهد داشت.
ابرآلیاژ پایه کبالت به سبب اینکه در هوا با اتمسفر آراگون قابل ریختگری و ذوب است، از سایر ابرآلیاژها که برای ذوب نیاز به محیطی خلا دارند، بهتر است. ابرآلیاژ بر پایه کبالت، به سه گروه اساسی زیر تقسیم میشود : درجه سانت یگراد . 1150 تا 650 ابرآلیاژهای مورد استفاده در دماهای • درجه سانت یگراد . 650 ابرآلیاژهای مورد استفاده در دمای حدود • ابرآلیاژهای مقاوم در برابر سایش . • گفتنی است که ابرآلیاژهای بر پایه کبالت با توجه به عناصر فلزی دخیل، به سه دسته زیر تقسیم م یشوند : ابرآلیاژ کبالت / کروم . • ابرآلیاژ کبالت / مولیبدن. • ابرآلیاژ کبالت / کربن . •

ابرآلیاژ بر پایه آهن : ▪ ابرآلیاژهای بر پایه آهن، پرکاربردترین و رای جترین سوپرآلیاژهای موجود در صنعت هستند؛ مطمئنا خواص و ویژگیهای مکانیکی و فنی این آلیاژها باعث شده است که کاربردشان تا این اندازه افزایش پیدا کند. یکی از مهمترین عل تهای استفاده از سوپرآلیاژ بر پایه آهن به جای سوپرآلیاژهای بر پایه کبالت و نیکل، هزینه ساخت کمتر سوپرآلیاژ آهن است؛ جالب
است که بدانید این ابرآلیاژ بر پایه آهن واکن شهای مشابهی در مقایسه با دو ابرآلیاژ نیکل و کبالت، در برابر اکسیداسیون و خزش از خود نشان داد هاند . ابرآلیاژهای بر پایه آهن در انواع گوناگونی تولید م یشوند و هر کدام از این مد لها، ماشی نکاری، شکلدهی، جوشکاری، عملیات حرارتی و پیرسختی متفاوتی نسبت به سایر مدلها دارند . جدول زیر انواع ابرآلیاژهای بر پایه آهن و درصد عناصر فلزی موجود در هر کدام را بررسی میکند؛ با دقت در جزییات این جدول، اطلاعات بسیار مفیدی کسب خواهید کرد . S Mn Fe نوع آلیاژ i C r Ni Co Mo Ti A l V C B A286 53.2 1.4 0.4 1 5 26 – 1.25 2.15 0.2 0.3 0.05 0.03 Disc alloy 54.2 0.9 0.8 13.5 26 – 2.75 1.75 0.1 – 0.04 – Inconel 901 34.2 0.4 0.4 13.5 42. 7 – 6.2 2.5 0.2 – 0.05 – Refractory 26 16.2 0.8 1 18 38 20 3.2 2.6 0.2 – 0.03 – فراموش نکنید که هر کدام از این ابرآلیاژها بر مبنای درصد عنصر فلزی موجود در آن، خواص و ویژگیهای گوناگونی دارد .

سوپر آلیاژ چه مزی تهایی دارد ؟ حالا که اطلاعات نسبتا مختصری درباره ابرآلیاژ و انواع معروف آن به دست دادیم، وقت آن رسیده است که چند کلم های درباره مزی تها و ویژگ یهای منحصر به فرد سوپرآلیاژها صحبت کنیم. برجست هترین ویژگی سوپرآلیاژها، مقاومت مثا لزدنی در برابر دماهای بالای درجه سلسیوس را هم تحمل 1600حرارتی است؛ برخی از این آلیاژها دماهای بیشتر از میکنند. علاوه بر این مورد، سایر ویژگ یهای ابرآلیاژها شامل موارد زیر میشود : مقاومت بسیار زیاد در برابر اکسیداسیون و خوردگی. • استحکام باورنکردنی در برابر انواع خزش فلزی. • قدرت مکانیکی مطلوب. •

ابرآلیاژ چه کابردهایی دارد؟ همانطور که در بخ شهای قبلی نیز بیان کردیم، ابرآلیاژها با توجه به ویژگیهای ساخت و مشخصههای فنی و مکانیکی منحصر به فرد، کاربردها و مزی تهای گوناگونی دارند. 1950 یک نکته جال بتوجه در استفاده از سوپرآلیاژها این مسئله است که در حوالی سا ل میلادی، تقاضا برای انواع سوپر آلیاژ حدود ده درصد از کل تقاضای بازار فولاد را تشکیل درصد از کل نیاز بازار تبدیل شد. 50 میداد اما با گذر حدود سی سال، این تقاضا به البته نباید فراموش کنیم که پیشرفت در ساخت و عرضه ابرآلیاژها نیز، تاثیر زیادی در افزایش تقاضا برای این محصول داشته است. ابرآلیاژها در سا لهای ابتدایی، فقط و فقط مختص استفاده در دماهای بسیار زیاد حرارتی بودند اما با گذر زمان و پیشرفت هتر شدن صنعت ساخت این آلیاژها، کاربردهای دیگری هم پیدا کردند؛ در مجموع، موارد زیر، مهمترین کاربردهای ابرآلیاژها است: در صنایع مربوط به ساخت انواع قطعات هواپیماهای مسافربری و جنگند هها. • در صنایع مربوط به ساخت انواع توربی نهای گازی صنعتی . • در ساخت انواع موتورهای الکتریکی نظامی . • در ساخت فضاپیماهای نسل جدید و پوش شدهی ایستگا ههای فضایی. • در ساخت انواع زیردریاییهای نظامی . • در ساخت انواع راکتورهای اتمی و قسمتهای دیگر نیروگا ههای هستهای . •

پوش شدهی در ابرآلیاژها چه فاید های دارد ؟ ورقهای تولیدشده بوسیله ابرآلیاژها باید در برابر آسی بهای ناشی از حمل و نقل یا ضربات و فشارهای غیرقابل پی شبینی ایمن شوند؛ این آلیاژها معمولا بوسیله رو شهای گوناگون استفاده GVD تخصصی پوش شدهی میشوند. در پوش شدهی سوپرآلیاژها معمولا از روش میشود. البته با گذر زمان و تخصص یتر شدن تکنولوژ یهای این عرصه، از نانوذرات هم در پوش شدهی سوپرآلیاژها استفاده م یشود.

سوپرآلیاژهای جدید شامل چه مواردی م یشوند ؟ در بخ شهای قبلی این مقاله نیز خاطرنشان کردیم که متخصصان به سبب مزایای بسیار گسترده ابرآلیاژها، در تلا شاند تا ابرآلیاژهای جدیدی اختراع کنند. سوپرآلیاژهای معروف معمولا از عناصر فلزی آهن، کبالت و نیکل ساخته م یشوند . توسعه سوپرآلیاژها رابطه مستقیمی با دو عامل زیر دارد : مولفههای شیمیایی دخیل در پروژه . • آزمای شهای گسترده و هزینهبر. • ، به سبب اینکه از برآلیاژها در صنایع هوافضا و تاسیسات نظامی استفاد ههای زیادی دارند بودجه و هزینه کافی برای گسترش تحقیقات در زمینه توسعه ابرآلیاژها همواره موجود و دردسترس دانشمندان بوده است . جدیدترین سوپرآلیاژهای موجود در صنعت، موارد زیر هستند : . )CMSX آلیاژهای کریستال ( o . )TMS آلیاژهای تی.ام.اس ( o . )MP98 آلیاژ ام.پی ( o . )Hagnas alloys آلیاژهای هانیس ( o . )Rene alloys آلیاژهای رنه الوی ( o .)Hastelloy آلیاژ هاست ( o .)Inconel آلیاژ اینکونل ( o

سخن پایان ی ابرآلیاژها به گروه توسعهیافت های آلیاژها اطلاق م یشود که خواص مکانیکی، شیمیایی و کاربردهای صنعتی ب ینظیری دارند. ابرآلیاژهای رایج شامل ابرآلیاژ بر پایه آهن، کبالت و نیکل م یشود؛ البته ابرآلیاژهای دیگری نیز در صنایع هوافضا، پتروشیمی، تاسیسات نظامی و نیروگا ههای هست های مورد استفاده قرار م یگیرد. ابرآلیاژها به سبب ویژگ یهای منحصر به فرد خود، مقاومت مطلوبی در برابر اکسیداسیون، فرسایش و خوردگی دارند؛ همچنین این تولیدات نوین فلزی، توان تحمل دمای حرارتی بالا تا حدود هزار و صد درجه سانت یگراد را دا رند. گفتنی است که از ابرآلیاژها در ساخت انواع هواپیما و جنگند هها، تولید زیردریایی جنگی، ساخت راکتورهای هست های و تولید انواع موتورهای الکتریکی نظامی استفاده میشود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *