ردکردن این

سوپر آلیاژ به چه آلیاژهایی گفته می شود؟

در این مقاله قصد داریم تا شما را با نوعی از آلیاژها آشنا کنیم که به آنها سوپر آلیاژ گفته می شود که کاربرد بسیار زیادی در صنعت ساخت قطعات صنعتی دارند.

سوپرآلیاژها به آلیاژهایی گفته می شود که مقاومت بالایی دربرابر مواردی مانند حرارت بالا، خوردگی و یا پوسیدگی و همچنین مقاومت در برابر اکسیداسیون دارند . بیشتر این آلیاژها ترکیب شیمیایی پایه ای دارند که شامل نیکل، نیکل-آهن، و کبالت می باشد. اولین باری که از این آلیاژهای یعنی سوپر آلیاژها استفاده شده است در ساخت مواردی مانند توربین های گازی و همچنین در صنایعی که باید تحمل بالایی در برابر حرارت داشته باشند می باشد مورد استفاده قرار می گیرد صنایعی مانند: تبدیل ذغال سنگ، شیمیایی، ذوب فلزات و … .

البته این نکته را نیز بدانید که مصرف سوپرآلیاژها آنقدر زیاد شده است که امروزه تناژهای بسیار زیادی از این مواد در توربین های گازی مورد استفاده می باشد

در زیر به بعضی از مصارف این مواد اشاره شده است:

  • توربین­های گازی هواپیما از جنس سوپرآلیاژها است
  • توربین­های بخار نیروگاه‌های تولید برق
  • ساخت قالب‌های ریخته ­گری و ابزارهای گرم كار
  • فضاپیماها
  • تجهیزات عملیات حرارتی
  • سیستم­های نوترونی و هست ه­ا نیروگاه های هسته ای
  • سیستم­ های شیمیایی و پتروشیمی
  • تجهیزات و كوره ­های نورد فلزات
  • مبدل­ های حرارتی تبدیل ذغال سنگ

به این نکته همیشه توجه کنید که برای انتخاب سوچر الیاژها برای مصرف زیاد باید به خواصی از آنها توجه کرد برخی از این خواص عبارتند از: شکل پذیری آلیاژ، استحکام در برابر ضربه، مشاومت خزشی آلیاژ، استحکام خستگی و پایداری سطحی آلیاژ .

تقسیم‌بندی سوپر آلیاژها برحسب روش تولید 

با توجه به نحویه تولید سوپرآلیاژها می توان آنها را به چندین نوع تقسیم کرد که شامل:

۱) ابر آلیاژها ی كارپذیر 

سوپر آلیاژ
سوپر آلیاژ

این نوع سوپر آلیاژ ها قابلیت کار مکانیکی بالایی دارند و متوان از طریق کارها و روشهای مکانیکی بر روی این نوع آلیاژها کار بسیار زیادی انجام داد و شکل پذیری خوبی دارند. اگر می خواهیم از این آلیاژهای خاص در مقاطع بزرگی استفاده کنیم باید شمش های سوپر آلیاژ ها در شرایط خاصی تهیه شود زیرا این شمش ها بخاطر دارا بودن عناصر فعال ممکن است در مجاورت هوا در ایندای کار اکسید شوند زیرا برای شکل دهی به این آلیاژهای خاص حرارت داده می شود و به این شکل شرایط برای اکسید شدن فراهم می شود. ذوب کردن سوپرآلیاژهایی که در آنها از پایه نیکل و آهن استفاده شده است حتما باید در خلاء صورت گیرد ولی اگر از سوپر آلیاژ با پایه کبالت استفاده می کند می تواند در هوای عادی نیز کار برش و ذوب کردن را نیز انجام دهد.

 

 

بعد از مرحله تهیه شمش نوبیت به مرحله شکل دهی شمش می باشد که به چند روش انجام می شود. یکی از این روش ها هملیاتی است که به صورت متداول برای برش هر آلیاژی استفاده می شود عملاسوپرآلیاژهای پایه آهن، كبالت و نیكل را می­توان به صورت مفتول، صفحه، ورق، نوار، سیم و اشكال دیگر توسط فرایندهای نورد، اكستروژن و آهنگری تولید نمود.

تعداد سوپرآۀیاژهایی که می توان در دمای پایین شکل دهی را رویشان انجام داد بسیار کم می باشند و عملا برای شکل دهی این آلیاژها باید از دمای بالایی استفاده کرد. معمولا دمای مورد استفاده برا برش این آلیاژهای خاص بین ۱۰۰۰ – ۹۵۰ درجه سانتی گراد می باشد.

۲) سوپر آلیاژها متالورژی پودر 

نکته ای که در همین ابتدای کار باید گفته شود این است که بسیاری از آلیاژهای كارپذیر از طریف فرایندی بوجود می آیند که به آن فرایند ، فرایند متالورژی پودر تولید گفته می شود. امروزه قطعات متالورژی پودر از جنس سوپرآلیاژ با دانسیته كامل از طریق روش‌های اكستروژن یا پرسكاری ایزواستاتیك گرم (HIP) تولید می­گردند. از موهمترین ابزاری که از طریق این گونه آلیاژهای خاص درست می شوند می توان به قیجی ها و همچنین سوزن های جراحی نام برد.

اصلا فرایند متالوژی پودر نسبت به فرایند ریختگری بیشتر ترجیح داده می شود .

برخی از مواردی که باعث می شود که فرایند متالوژی پودر نسیت به فرایند ریختگری ترجیح داده شود عبارت اند از:

  1. این فرایند ترکیب شیمیای را تغییر نمی دهد و همچنین ساختار کریستالی ماده را
  2. دانه های کریستالی که در ابن فرایند بوجود می آید بسیار ریز می باشند
  3. کاهش جدایش ها
  4. در مصرف مواد راندمان بالایی دارد

اما مشكلاتی نظیر حضور گاز باقیمانده، آلودگی كربنی و آخال‌های سرامیكی باعث می­گردد كه در برخی موارد نیز فرایندهای شمش‌ریزی و ترمومكانیكی متداول صورت پذیرند

۳) سوپر آلیاژ پلی‌كریستال ریختگی 

یکی از مواردی که باعث محدودیت در رشد سوپر آلیاژ ها می باشد محدودیت در تکنولوژی هایی است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد پس با گسترش علم و پیدایش فرایند های جدید این صنعت نیز جای رشد بسیار یادی دارد.

در سوپر آلیاژهای ریخته گری خواصی که در الیاژها بوجود می آید بسیار بیشتر از انواع دیگر می باشندزیرا ترکیب شیمیایی این آلیاژهای خاص بسیار بیشتر از انواع فرایندها می باشد هر چند كه انعطاف‌پذیری و مقاومت به خستگی در فرآیندهای كار مكانیكی بهتر از ریخته­گری خواهد بود، اما امروزه با پیشرفت علم و توسعه فرایندهای ریخته گری خواص این سوچر آلیاژها نیز بسیار افزایش یافته است.

سوپر آلیاژ ها از نظر ترکیب شیمیایی

در این قسمت سوپر آلیاژها را بر اساس ترکیب شیمایی که در آنها مورد استفاده قرار گرفته تقسیم می کنیم

۱٫ سوپرآلیاژهای پایه نیکل

ار این آلیاژها در مواردی استفاده می شود که نیاز به عدم تغییر شکل در درجه حرارت بالا می باشد استفاده می شود. خواص این ماده تا حد معینی از طریق استفاده از میزان مشخص از عناصری مانند کروم، کبالت ، آهن ، مولیبدن ، تنگستن ، آلومینیوم ، تیتانیوم بستگی دارد.

۲٫ سوپر آلیاژ های پایه کبالت

این ماده مقاومت بسیار بالاتری نسبت به سوپر آلیاژه های پایه نیکل دارد همچنین این آلیاژ مقاومت بسیار بالای در مواردی مانن حرارت، سایش و مقائمت سایشی خوب برخوردار است . خوب بودن این آلیاژ نسبت به نیکل باعث شده است امروزه در بسیار بیشتر از سوپرآلیاژها با پایه نیکل تولید و مورد استفاده قرار گیرد

۳٫ سوپر آلیاژ های پایه آهن

یکی ا زموادی که از اهمیت بالایی در ساخت سوپر آلیاژها می باشد آهن است. تولید این ماده نسبت به موارد قبلی بسیار ارزانتر می باشد زیرا آهن به وفور یافت می شود. این آلیاژ دارای یک فاز ترگیبی از آهن آستنیت است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مقالات مروط به تراشکاری و اصوا فرز کاری و کار بر روی سی ان سی را مطالعه کنید.

تهیه ده توسط شرکت معجزه صنعت