Hợp kim gốc sắt/Hợp kim gốc niken/Hợp kim gốc niken/Tấm siêu hợp kim chống ăn mòn

Siêu hợp kim gốc niken là một loại hợp kim được gia cường kết tủa có hiệu suất tốt trong môi trường nhiệt độ cao. Các đặc tính nhiệt độ cao tuyệt vời của siêu hợp kim gốc niken đã dẫn đến việc triển khai loại hợp kim này vào nhiều ứng dụng hàng không vũ trụ.

Siêu hợp kim gốc sắt là một loại siêu hợp kim. Nó được đặc trưng bởi việc thêm các nguyên tố khác trên cơ sở sắt để tạo hợp kim. Tương ứng với siêu hợp kim gốc sắt là siêu hợp kim gốc niken và siêu hợp kim gốc coban.

Siêu hợp kim gốc coban là vật liệu được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao và khắc nghiệt với độ bền nhiệt độ cao, khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tuyệt vời. Siêu hợp kim gốc coban chủ yếu bao gồm các nguyên tố như coban, crom, vonfram, niken và nhôm.

Siêu hợp kim chống ăn mòn cung cấp khả năng tăng cường độ bền cơ học, khả năng chống biến dạng nhiệt và khả năng chống ăn mòn so với các hợp kim truyền thống, đòi hỏi ít bảo trì hơn và chịu được môi trường khắc nghiệt hơn. Những nỗ lực đang được tiến hành để tạo ra siêu hợp kim chống ăn mòn mới như siêu hợp kim gốc nhôm và tạo ra các phương pháp sản xuất mới như phương pháp phân hủy phóng xạ sử dụng tổng hợp hạt nano để hình thành đa tinh thể.

Khả năng chịu nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn của siêu hợp kim chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hóa học và cấu trúc của nó. Lấy siêu hợp kim biến dạng gốc niken Inconel718 làm ví dụ, hợp kim bao gồm pha ma trận γ, pha δ, cacbua và pha γ' và γ "được gia cường. Các nguyên tố hóa học và cấu trúc ma trận của hợp kim Inconel718 cho thấy các tính chất cơ học mạnh mẽ của nó, giới hạn chảy và độ bền kéo tốt hơn thép 45 gấp nhiều lần và tính dẻo cũng tốt hơn thép 45. Cấu trúc mạng ổn định và một số lượng lớn các yếu tố gia cường góp phần tạo nên các tính chất cơ học tuyệt vời của nó.

Do môi trường làm việc phức tạp và khắc nghiệt của siêu hợp kim, tính toàn vẹn của bề mặt gia công đóng vai trò rất quan trọng trong hiệu suất của nó. Tuy nhiên, siêu hợp kim là một vật liệu khó gia công điển hình, độ cứng của vật phẩm gia cường vi mô của nó cao, mức độ làm cứng nghiêm trọng và nó có ứng suất cắt cao và độ dẫn nhiệt thấp, lực cắt và nhiệt độ cắt trong khu vực cắt, thường xuất hiện trong quá trình gia công chất lượng bề mặt thấp, hư hỏng dụng cụ rất nghiêm trọng và các vấn đề khác. Trong điều kiện cắt chung, lớp bề mặt của siêu hợp kim sẽ tạo ra các vấn đề quá lớn như lớp cứng, ứng suất dư, lớp trắng, lớp đen và lớp biến dạng hạt.

Siêu hợp kim là hợp kim chịu nhiệt của niken, sắt-niken và coban có thể sử dụng ở nhiệt độ cao, thường >70% nhiệt độ nóng chảy của chúng. Chúng có thể được sử dụng ở nhiệt độ vượt quá 1050°C với các dao động lên tới 1200°C. Đặc tính chịu nhiệt này làm cho nó trở thành ứng cử viên thay thế phù hợp cho Tungsten Carbide trong các ứng dụng Pick Up.

Loại Superalloy được ứng dụng rộng rãi nhất là vật liệu gốc niken có chứa nồng độ cao crom, sắt, titan, coban và các nguyên tố hợp kim khác. Giống như các nhóm vật liệu kim loại khác, các đặc tính của superalloy có thể được điều chỉnh bằng nhiều phương pháp xử lý nhiệt và/hoặc ủ và làm nguội khác nhau. So với các nhóm vật liệu khác, Superalloy có nhiệt độ làm việc tối đa cao nhất và giá trị độ cứng cao nhất. Độ bền của Superalloy khiến nó trở thành lựa chọn thay thế tốt nhất cho Carbide trong các ứng dụng lực liên kết cao (>1kg).