Κράμα με βάση το σίδηρο/Κράμα με βάση το νικέλιο/Κράμα με βάση το νικέλιο/Ανθεκτική στη διάβρωση πλάκα υπερκράματος

Τα υπερκράματα με βάση το νικέλιο είναι μια κατηγορία κραμάτων ενισχυμένων με κατακρήμνιση που έχουν καλή απόδοση σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας. Οι εξαιρετικές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας των υπερκραμάτων με βάση το νικέλιο είχαν ως αποτέλεσμα την εφαρμογή αυτής της κατηγορίας κραμάτων σε πολλές αεροδιαστημικές εφαρμογές.

Το υπερκράμα με βάση το σίδηρο είναι ένα είδος υπερκράματος. Χαρακτηρίζεται από την προσθήκη άλλων στοιχείων με βάση σίδηρο για κράμα. Αντίστοιχα στα υπερκράματα με βάση το σίδηρο είναι τα υπερκράματα με βάση το νικέλιο και τα υπερκράματα με βάση το κοβάλτιο.

Τα υπερκράματα με βάση το κοβάλτιο είναι υλικά που χρησιμοποιούνται σε υψηλές θερμοκρασίες και ακραία περιβάλλοντα με εξαιρετική αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, αντοχή στη διάβρωση και αντοχή στη φθορά. Τα υπερκράματα με βάση το κοβάλτιο αποτελούνται κυρίως από στοιχεία όπως το κοβάλτιο, το χρώμιο, το βολφράμιο, το νικέλιο και το αλουμίνιο.

Τα ανθεκτικά στη διάβρωση σούπερ κράματα παρέχουν αύξηση στη μηχανική αντοχή, αντοχή στη θερμική παραμόρφωση και αντοχή στη διάβρωση σε σύγκριση με τα παραδοσιακά κράματα, που απαιτούν λιγότερη συντήρηση και αντέχουν καλύτερα σε σκληρά περιβάλλοντα. Γίνονται προσπάθειες για την κατασκευή νέων ανθεκτικών στη διάβρωση σούπερ κράματα, όπως τα σούπερ κράματα με βάση το αλουμίνιο, και για τη δημιουργία νέων μεθόδων κατασκευής, όπως η ραδιόλυση που χρησιμοποιεί σύνθεση νανοσωματιδίων για πολυκρυσταλλικό σχηματισμό.

Η αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και η αντοχή στη διάβρωση του υπερκράματος εξαρτώνται κυρίως από τη χημική του σύνθεση και δομή. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα παραμορφωμένο υπερκράμα με βάση το νικέλιο Inconel718, το κράμα αποτελείται από μια φάση γ μήτρας, μια φάση δ, ένα καρβίδιο και μια ενισχυμένη φάση γ' και γ ". Τα χημικά στοιχεία και η δομή μήτρας του κράματος Inconel718 δείχνουν τις ισχυρές μηχανικές ιδιότητές του, η αντοχή διαρροής και η αντοχή σε εφελκυσμό είναι επίσης καλύτερες από 4 φορές από τον χάλυβα 5 φορές καλύτερα από το πλαστικό. Η σταθερή δομή του πλέγματος και ένας μεγάλος αριθμός παραγόντων ενίσχυσης συμβάλλουν στις εξαιρετικές μηχανικές του ιδιότητες.

Λόγω του πολύπλοκου και σκληρού περιβάλλοντος εργασίας των υπερκραμάτων, η ακεραιότητα της κατεργασμένης επιφάνειας παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην απόδοσή της. Ωστόσο, το υπερκράμα είναι ένα τυπικό δύσκολο στην επεξεργασία υλικό, η σκληρότητα του αντικειμένου μικροενίσχυσης είναι υψηλή, ο βαθμός σκλήρυνσης εργασίας είναι σοβαρός και έχει υψηλή διατμητική τάση και χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, δύναμη κοπής και θερμοκρασία κοπής στην περιοχή κοπής, εμφανίζεται συχνά στην επεξεργασία χαμηλής ποιότητας επιφάνειας, η ζημιά του εργαλείου είναι πολύ σοβαρή και άλλα προβλήματα. Υπό γενικές συνθήκες κοπής, το επιφανειακό στρώμα του υπερκράματος θα δημιουργήσει πολύ μεγάλα προβλήματα όπως σκληρυμένο στρώμα, υπολειπόμενη τάση, λευκό στρώμα, μαύρο στρώμα και στρώμα παραμόρφωσης κόκκων.

Τα υπερκράματα είναι κράματα αντοχής στη θερμότητα νικελίου, σιδήρου-νικελίου και κοβαλτίου που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υψηλές θερμοκρασίες, συχνά >70% των θερμοκρασιών τήξης τους. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε θερμοκρασίες άνω των 1050°C με εκδρομές έως 1200°C. Αυτό το χαρακτηριστικό ανθεκτικό στη θερμοκρασία το καθιστά κατάλληλο υποψήφια αντικατάσταση για το καρβίδιο βολφραμίου σε εφαρμογές Pick Up.

Ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος υπερκράματος είναι υλικό με βάση το νικέλιο που περιέχει υψηλή συγκέντρωση χρωμίου, σιδήρου, τιτανίου, κοβαλτίου και άλλων στοιχείων κράματος. Όπως και με άλλες ομάδες μεταλλικών υλικών, οι ιδιότητες των υπερκραμάτων μπορούν να ρυθμιστούν με διάφορες θερμικές επεξεργασίες ή/και ανόπτηση και σβέση. Σε σύγκριση με άλλες ομάδες υλικών, τα υπερκράματα έχουν την υψηλότερη μέγιστη θερμοκρασία συντήρησης και τις υψηλότερες τιμές σκληρότητας. Η αντοχή των υπερκράματα το καθιστά την καλύτερη εναλλακτική του καρβιδίου σε εφαρμογές υψηλής δύναμης δεσμού (>1kg).