1. एक सुपरलॉय को क्या परिभाषित करता है?
चरम उच्च - तापमान स्थिरता: Superalloys को ताकत, रेंगना प्रतिरोध (लंबे समय तक - टर्म हीट/स्ट्रेस) के तहत स्थायी विरूपण का प्रतिरोध बनाए रखना चाहिए, और तापमान पर ऑक्सीकरण/संक्षारण प्रतिरोध650 डिग्री से ऊपर (1200 डिग्री एफ)- और अक्सर अधिक उच्च (जैसे, जेट इंजन टरबाइन ब्लेड में उपयोग किए जाने वाले उन्नत ग्रेड के लिए 1000–1250 डिग्री)। यह उनकी परिभाषित करने वाली विशेषता है: वे ऐसे वातावरण में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जहां अधिकांश धातुएं तेजी से नरम, विकृत या ऑक्सीकरण करती हैं।
निकेल, कोबाल्ट, या आयरन - निकेल सिस्टम पर आधारित रचना: सुपरलॉय स्टैंडअलोन तत्व नहीं हैं, लेकिन निकेल (सबसे आम), कोबाल्ट, या आयरन - निकेल के एक "बेस मेटल" के आसपास निर्मित जटिल मिश्र धातु हैं। वे मिश्र धातु तत्वों (जैसे, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, टंगस्टन, मोलिब्डेनम, रेनियम) के सटीक परिवर्धन पर भरोसा करते हैंउच्च - तापमान को मजबूत करने वाले चरण- जैसे कि '- ni₃ (al, ti) चरण निकेल में चरण - आधारित सुपरलॉयस - जो कि माइक्रोस्ट्रक्चर को जगह में लॉक करते हैं और गर्मी में नरम होने से रोकते हैं।
गर्मी के लिए लक्षित - गहन अनुप्रयोग: Superalloys उद्देश्य - उन घटकों के लिए निर्मित हैं जो सिस्टम के सबसे गर्म भागों में काम करते हैं: जेट इंजन टरबाइन ब्लेड/दहनक, गैस टरबाइन हॉट सेक्शन, रॉकेट इंजन नलिका और परमाणु रिएक्टर कोर घटक। उनका मूल्य इन प्रणालियों को थर्मल स्थितियों के तहत मज़बूती से कार्य करने में सक्षम बनाने में निहित है जो अन्य सामग्रियों को नष्ट कर देगा।
2। टाइटेनियम के गुण: मजबूत, लेकिन उच्च तापमान पर "सुपर" नहीं
एक। तापमान प्रदर्शन: सुपरलॉय मानकों के नीचे एक कठिन सीमा
उनकी उपज की शक्ति और तन्य शक्ति तेजी से गिरती है (जैसे, ti - 6AL-4V, सबसे आम टाइटेनियम मिश्र धातु, 500 डिग्री पर अपने कमरे के तापमान की ताकत का ~ 40% खो देता है)।
रेंगना प्रतिरोध अपर्याप्त हो जाता है: 600 डिग्री पर, यहां तक कि कम तनाव के तहत, टाइटेनियम मिश्र धातुओं को समय के साथ स्थायी रूप से विकृत कर देगा - एक विफलता मोड सुपरलॉय को स्पष्ट रूप से बचने के लिए इंजीनियर किया जाता है।
ऑक्सीकरण जोखिम बढ़ता है: 600 डिग्री से ऊपर, टाइटेनियम एक भंगुर, गैर - सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत बनाता है (सुपरलॉय के विपरीत, जो स्थिर, स्व - 1000 डिग्री +पर ऑक्साइड तराजू को ठीक करता है)।
बी। रचना और मजबूत तंत्र: सुपरलॉय के साथ कोई संरेखण नहीं
SuperAlloys का उपयोग करेंवर्षा सख्त होना(छोटे, स्थिर 'या' 'चरणों का निर्माण जो अव्यवस्था आंदोलन को अवरुद्ध करता है) औरठोस - समाधान को मजबूत करना(टंगस्टन जैसे तत्वों को "स्टिफ़ेन" धातु जाली को जोड़ते हुए) - दोनों हीट स्थिरता के लिए अनुकूलित हैं।
टाइटेनियम मिश्र, इसके विपरीत, पर भरोसा करते हैंचरण परिवर्तन कठोरता(गर्मी उपचार के माध्यम से और चरणों के अनुपात को नियंत्रित करना) और सीमित ठोस - समाधान को मजबूत करना। ये तंत्र उच्च तापमान पर टूट जाते हैं, क्योंकि / चरण अस्थिर हो जाते हैं और अव्यवस्थाएं स्वतंत्र रूप से चलती हैं।
सी। अनुप्रयोग niches: हल्के बनाम उच्च - तापमान
टाइटेनियम मिश्र धातुओं (जैसे, ti - 6al-4v) का घनत्व ~ 4.5 g/cm that (स्टील का आधा, ~ 60% निकेल-आधारित सुपरलॉयज़) और एक्सेल का एक घनत्व होता है, जहां वेट सेविंग से अधिक वेट सेविंग मैटर: एयरक्राफ्ट एयरफ्रेम, हेलिकॉप्टर रोटर ब्लेड्स, मेडिकल इंप्रूमेंट, एसिड)।
इसके विपरीत, सुपरलॉय का उपयोग किया जाता है, जहां गर्मी प्रतिरोध गैर - परक्राम्य - है, भले ही वे भारी हों। उदाहरण के लिए, एक जेट इंजन का कम - प्रेशर कंप्रेसर (300-400 डिग्री पर संचालित) वजन बचत के लिए टाइटेनियम का उपयोग कर सकता है, लेकिन उच्च - प्रेशर टरबाइन (1000 डिग्री +) एक निकल - पर आधारित सुपरलॉय का उपयोग करेगा जैसे कि CMSX {{11} 4} 4} 4 (एक एकल-सिंगल।
3। क्या कोई टाइटेनियम मिश्र "सुपरलॉय - लाइक" हैं?
उनका अधिकतम तापमान (750 डिग्री) अभी भी प्रवेश के लिए 800 डिग्री + सीमा से नीचे आता है - स्तर सुपरलॉयस (जैसे, 718, जो 900 डिग्री तक काम करता है)।
उनके पास सच्चे सुपरलॉय के रेंगने के प्रतिरोध और ऑक्सीकरण स्थिरता की कमी है: 800 डिग्री पर, टियाल मिश्र रैपिड रेंगना प्रदर्शित करता है, जबकि निकेल - आधारित सुपरलॉय जैसे वास्पलॉय उस तापमान पर हजारों घंटे के लिए ताकत बनाए रखते हैं।
वे निकेल/कोबाल्ट/आयरन - निकेल सिस्टम का हिस्सा नहीं हैं जो सुपरलॉय को परिभाषित करते हैं, इसलिए उन्हें सुपरलॉय के बजाय "उन्नत टाइटेनियम इंटरमेटलिक्स" के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
