हीट ट्रीटमेंट सुपरलॉय के लिए एक निर्णायक प्रक्रिया है, जो अपने यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए तैयार है-जैसे कि ताकत, रेंगना प्रतिरोध, थकान स्थायित्व, और माइक्रोस्ट्रक्चरल स्थिरता-विशेष रूप से चरम उच्च तापमान और उच्च-तनाव स्थितियों के तहत। विशिष्ट प्रक्रियाएं मिश्र धातु की रचना (निकल-आधारित, कोबाल्ट-आधारित, या लोहे-आधारित) और इसके इच्छित अनुप्रयोग के आधार पर भिन्न होती हैं, लेकिन प्रमुख तकनीकों में शामिल हैं:
समाधान एनीलिंग
इस कदम में सुपरलॉय को उच्च तापमान (आमतौर पर 900-1250 डिग्री, मिश्र धातु के आधार पर) को गर्म करना शामिल है, जो इंटरमेटालिक अवक्षेप (जैसे, 'या कार्बाइड) को भंग करने और एक समान, सजातीय ठोस समाधान प्राप्त करने के लिए शामिल है। तेजी से ठंडा (पानी, तेल, या मजबूर हवा में शमन) इस माइक्रोस्ट्रक्चर को "फ्रीज" करने के लिए अनुसरण करता है, जिससे मोटे अवक्षेप को सुधारने से रोकता है। समाधान एनीलिंग लचीलापन में सुधार करता है और वर्षा के सख्त होने के माध्यम से बाद में मजबूत होने के लिए मिश्र धातु तैयार करता है। उदाहरण के लिए:
निकेल-आधारित इनकनेल 718 को घुलने के लिए ~ 980 डिग्री पर सॉल्यूशन-एनील किया गया है "(Ni₃NB) अवक्षेपित करता है, जिससे एक सुपरसैचुरेटेड मैट्रिक्स सुनिश्चित होता है।
कोबाल्ट-आधारित हेन्स 25 अपने क्रोमियम और टंगस्टन वितरण को समरूप बनाने के लिए ~ 1150 डिग्री पर समाधान के समाधान से गुजरता है।
उम्र बढ़ने (वर्षा सख्त)
सॉल्यूशन एनीलिंग के बाद, उम्र बढ़ने में मिश्र धातु को कम तापमान (600-850 डिग्री) को विस्तारित अवधि (घंटों से दिनों तक) के लिए जुर्माना के गठन को प्रेरित करने के लिए गर्म करना शामिल है, समान रूप से बिखरे हुए इंटरमेटालिक अवक्षेपण। ये उपसर्ग (जैसे, '-ni₃ (अल, टीआई) निकेल-आधारित मिश्र या कुछ कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं में laves चरणों में) अव्यवस्था आंदोलन के लिए बाधाओं के रूप में कार्य करते हैं, काफी बढ़ती ताकत। कई सुपरलॉय इष्टतम परिणामों के लिए मल्टी-स्टेप एजिंग का उपयोग करते हैं:
INCONCEL 718 एक दो-चरण की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया का उपयोग करता है: 8 घंटे के लिए 720 डिग्री (भट्ठी-कूल्ड 620 डिग्री तक) + 620 8 घंटे के लिए डिग्री, एयर-कूल्ड, घने बनाने के लिए "अवक्षेपण।
René 95, एक उच्च शक्ति वाले निकल-आधारित मिश्र धातु, की आयु 1 घंटे के लिए 870 डिग्री है + 650 डिग्री 24 घंटे के लिए ताकत और रेंगना प्रतिरोध को संतुलित करने के लिए।
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (हिप)
HIP आंतरिक पोरसिटी को खत्म करने, voids को कम करने और microstructures को समरूप बनाने के लिए एक अक्रिय गैस (जैसे, आर्गन) में उच्च तापमान (1200 डिग्री तक) और उच्च दबाव (100-200 एमपीए) को जोड़ती है। यह विशेष रूप से कास्ट या पाउडर-मेटालुर्जी सुपरलॉय के लिए महत्वपूर्ण है, जैसे कि CMSX-4 (एक एकल-क्रिस्टल निकेल-आधारित मिश्र धातु), थकान जीवन में सुधार और टरबाइन ब्लेड में दोष से संबंधित विफलताओं को कम करना।
तनाव राहत एनीलिंग
मशीनिंग, वेल्डिंग, या गठन के बाद किया गया, यह प्रक्रिया मिश्र धातु को 500-800 डिग्री तक गर्म करती है ताकि प्राथमिक माइक्रोस्ट्रक्चर को बदलने के बिना अवशिष्ट तनावों को दूर किया जा सके। यह सेवा के दौरान क्रैकिंग को रोकता है, रॉकेट नलिका या परमाणु रिएक्टर भागों जैसे घटकों के लिए आवश्यक है।
अनाज आकार अनुकूलन
गर्मी उपचार गुणों को संतुलित करने के लिए अनाज के आकार को नियंत्रित कर सकते हैं: ठीक अनाज कम तापमान तन्य शक्ति को बढ़ाते हैं, जबकि मोटे अनाज उच्च तापमान पर रेंगना प्रतिरोध में सुधार करते हैं। उदाहरण के लिए:
टर्बाइन डिस्क (उच्च घूर्णी तनाव के अधीन) एनीलिंग के दौरान नियंत्रित शीतलन के माध्यम से ठीक-ठीक दाने वाले सुपरलॉय (जैसे, udimet 720) का उपयोग करते हैं।
टरबाइन ब्लेड (अत्यधिक गर्मी के संपर्क में) अक्सर रेंगने के प्रतिरोध को अधिकतम करने के लिए मोटे-दाने वाले या एकल-क्रिस्टल सुपरलॉय (जैसे, पीडब्ल्यूए 1480) का उपयोग करते हैं।
"सबसे मजबूत" सुपरलॉय को परिभाषित करना जटिल है क्योंकि ताकत संदर्भ पर निर्भर करती है: तापमान, तनाव प्रकार (तन्य, रेंगना, थकान), और पर्यावरणीय स्थिति (जंग, ऑक्सीकरण) सभी खेल भूमिकाएं। हालांकि, कई सुपरलॉय विशिष्ट परिदृश्यों में असाधारण ताकत के लिए बाहर खड़े हैं:
जीआरएक्स -810
नासा द्वारा विकसित एक 3 डी-प्रिंटेड निकल-आधारित सुपरलॉय, जीआरएक्स -810 असाधारण शक्ति और स्थायित्व प्रदर्शित करता है। यह उच्च तापमान (~ 1093 डिग्री) पर अत्याधुनिक 3 डी-प्रिंटेड सुपरलॉय (जैसे, 718) के रूप में दो बार मजबूत है और रेंगने के लिए 1,000 गुना अधिक प्रतिरोधी (निरंतर तनाव के तहत धीमी गति से विरूपण)। इसकी ताकत नैनोस्केल अवक्षेप और ऑक्साइड के एक अद्वितीय माइक्रोस्ट्रक्चर से उत्पन्न होती है, जिससे यह हाइपरसोनिक वाहनों और रॉकेट इंजन के लिए आदर्श है।
रेने 95
एयरोस्पेस में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले एक निकेल-आधारित सुपरलॉय, रेने 95 असाधारण तन्यता ताकत (कमरे के तापमान पर 1,600 एमपीए तक) और ऊंचे तापमान पर रेंगना प्रतिरोध प्रदान करता है। इसकी ताकत 'अवसाद' के एक घने नेटवर्क से उपजी है, जो इसे टरबाइन डिस्क जैसे उच्च-तनाव घटकों के लिए एक शीर्ष विकल्प बनाती है।
मिश्र धातु 718plus
INCONCEL 718, 718Plus का एक उन्नत संस्करण "अधिक स्थिर 'चरणों के साथ उपसर्ग करता है, उच्च तापमान (700 डिग्री तक) पर ताकत को बढ़ाता है। यह अगली पीढ़ी के गैस टर्बाइन इंजन के लिए उपयुक्त, बेहतर क्रीप प्रतिरोध की पेशकश करते हुए 1,300 एमपीए से अधिक तन्य ताकत बनाए रखता है।
कोबाल्ट-आधारित मिश्र (जैसे, हेन्स 188)
जबकि आम तौर पर कमरे के तापमान पर निकेल-आधारित मिश्र धातुओं की तुलना में कम मजबूत है, कोबाल्ट-आधारित सुपरलॉय जैसे हेन्स 188 एक्सेल उच्च तापमान शक्ति और ऑक्सीकरण प्रतिरोध (1,100 डिग्री तक) में एक्सेल। उनकी ताकत टंगस्टन और क्रोमियम द्वारा ठोस-समाधान को मजबूत करने से ली गई है, जिससे वे जेट इंजन दहन कक्षों के लिए महत्वपूर्ण हैं।
जीआरएक्स -810अक्सर उच्च तापमान शक्ति और रेंगने के प्रतिरोध के संदर्भ में सबसे मजबूत के रूप में उद्धृत किया जाता है, जबकि रेने 95 और 718Plus कमरे के तापमान और मध्यम-उच्च तापमान तन्यता ताकत में हावी होते हैं। "सबसे मजबूत" लेबल अंततः आवश्यक प्रदर्शन मानदंडों पर निर्भर करता है।
