आमतौर पर सुपरअलॉय का उपयोग किस लिए किया जाता है?
उच्च तापमान मिश्र धातु क्या हैं?
सुपरअलॉय धातुओं का एक समूह है जो पारंपरिक मिश्र धातुओं की तुलना में रेंगने, ऑक्सीकरण और संक्षारण के लिए बेहतर प्रतिरोध रखता है, जबकि उच्च तापमान पर भी उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों को बनाए रखता है। एक तरह से, वे उच्च-प्रदर्शन मिश्र धातु के रूप में कार्य करते हैं।
आमतौर पर एयरोस्पेस उद्योग में गैस टरबाइन इंजन घटकों में उपयोग किए जाने वाले सुपरअलॉय निकल, कोबाल्ट या लोहे पर आधारित होते हैं और पारंपरिक स्टील या एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की तुलना में कहीं बेहतर गुण प्रदान करते हैं।
जबकि अधिकांश पारंपरिक लौह-आधारित मिश्र धातुएं 400 डिग्री सेल्सियस (एल्यूमीनियम मिश्र धातु और भी कम) पर महत्वपूर्ण सामग्री ताकत खोना शुरू कर देती हैं, कई सुपर मिश्र धातुएं वास्तव में 750 और 900 डिग्री सेल्सियस के बीच ताकत में वृद्धि प्रदर्शित करती हैं।
वे महत्वपूर्ण क्यों हैं?
प्रति पाउंड के आधार पर, सुपरअलॉय स्टील, एल्यूमीनियम या स्टेनलेस स्टील की तुलना में अधिक महंगे हैं; इन्हें मशीन द्वारा वांछित आकार में ढालना भी अधिक जटिल है। तो कुछ अनुप्रयोगों में उनका इतना व्यापक रूप से उपयोग क्यों किया जाता है?
अल्प प्रतिरोध
क्रीप एक सामग्री विफलता मोड है जिसमें एक घटक अपनी अंतिम तन्यता ताकत से काफी नीचे तनाव स्तर पर विकृत हो जाता है।
जब इसे पहली बार खोजा गया था, तो परम तन्य शक्ति, तनाव/तनाव और थकान के बारे में बहुत कुछ पता था, लेकिन यह नई घटना पारंपरिक धातु विज्ञान को चुनौती देती हुई प्रतीत हुई।
व्यापक परीक्षण और विश्लेषण के बाद, यह पता चला कि हिस्से पर लंबे समय तक (यद्यपि अपेक्षाकृत हल्का) तनाव "ठंडे प्रवाह" के रूप में जाना जाता है, जहां हिस्सा अपने आधे यूटीएस के नीचे प्लास्टिक रूप से विकृत हो जाता है। रेंगने के बारे में अधिक जानकारी के लिए हमारा लेख देखें।
आगे यह पाया गया कि किसी भी स्रोत से आने वाली गर्मी रेंगने को तेज कर देती है। जेट इंजनों के घटकों के लिए यह एक संभावित विनाशकारी समस्या है।
सुपरअलॉय टरबाइन ब्लेड जैसे हिस्सों को उनकी ताकत और सबसे महत्वपूर्ण रूप से उनके आकार को बनाए रखते हुए अत्यधिक सेंट्रिपेटल बलों और गर्मी के तहत काम करने में सक्षम बनाते हैं।
सुपरअलॉय के उपयोग से पहले गैर-रेंगने-प्रतिरोधी सामग्रियों के दीर्घकालिक परीक्षण से दिलचस्प परिणाम सामने आए, जैसे-जैसे टरबाइन ब्लेड घूमते गए, वैसे-वैसे लंबे होते गए, जिससे इंजन आवरण में व्यवधान पैदा हुआ।
उच्च तापमान प्रतिरोध
एयरोस्पेस इंजन और गैस टर्बाइन जैसे अनुप्रयोगों में, उच्च तापमान प्रतिरोध आवश्यक है।
न केवल सुपरअलॉय उच्च तापमान पर अच्छा प्रदर्शन करते हैं, कुछ मामलों में सामग्री का यूटीएस बढ़ जाता है, जिससे उच्च परिचालन तनाव या कम द्रव्यमान की अनुमति मिलती है। ये दोनों बिंदु विमानन उद्योग के लिए फायदेमंद हैं।
चूँकि सुपरअलॉय में पारंपरिक मिश्रधातु की तुलना में बेहतर ताप प्रतिरोध होता है, इसलिए जेट टरबाइन इंजन डिज़ाइन में कई सुधार किए गए हैं।
जेट टर्बाइन इतना अधिक जोर उत्पन्न कर सकते हैं क्योंकि वे सेवन वायु और ईंधन को संपीड़ित करते हैं; संपीड़न जितना अधिक होगा, इंजन उतनी अधिक शक्ति उत्पन्न करेगा। जैसे-जैसे दबाव और दहन दर बढ़ती है, वैसे-वैसे उत्पन्न गर्मी की मात्रा भी बढ़ती है।
शुक्र है, सुपरअलॉय की गर्मी और रेंगना प्रतिरोध उच्च दहन दबाव की अनुमति देता है, जिसके परिणामस्वरूप काफी अधिक दक्षता होती है। कितने? अकेले अमेरिका में, 2019 में 760 बिलियन से अधिक यात्री हवाई मील की यात्रा के साथ, छोटी क्षमताएं महत्वपूर्ण ईंधन बचत के बराबर हो सकती हैं।
