Introducció i aplicació d'aliatges d'alta temperatura
Els aliatges d’alta temperatura, també coneguts com a superalloys, són una classe de materials metàl·lics que poden mantenir la seva resistència i la seva resistència a la corrosió en ambients d’alta temperatura.
Introducció i aplicació d'aliatges d'alta temperatura
Els aliatges a alta temperatura són aliatges a base de ferro, a base de níquel i a base de cobalt que s’utilitzen generalment a temperatures superiors als 540 graus. Aquests aliatges s’utilitzen àmpliament en diversos camps industrials a causa de les seves excel·lents propietats a temperatures elevades, com ara la resistència al fluix, la resistència a l’oxidació i la resistència a la corrosió.
Principis metal·lúrgics d’aliatges d’alta temperatura
Els aliatges d’alta temperatura solen tenir una estructura de cristall cúbica (FCC) centrada en la cara. El ferro i el cobalt no són estructures de FCC a temperatura ambient, sinó que es transformaran en estructures de FCC després de temperatures o aliatges altes. El níquel manté l'estructura de la FCC a totes les temperatures. Les propietats dels aliatges d’alta temperatura no només es determinen per la seva composició química, sinó que també es veuen afectades pel tractament de la calor, la forja i la colada.
Característiques i propietats d'aliatges d'alta temperatura
Els aliatges d'acer i titani ordinaris no són prou forts a temperatures superiors als 540 graus i es poden danyar per la corrosió.
Si cal mantenir la força a temperatures més altes (el punt de fusió de la majoria dels aliatges és aproximadament 1371-1204 grau), normalment es seleccionen superalloys basats en níquel.
Es poden utilitzar superalls basats en níquel a proporcions de temperatura més elevades que els materials comercials.
Els superalloys basats en cobalt es poden utilitzar com a substitut de superallys basats en níquel, segons la força i el tipus de corrosió requerits.
A temperatures més baixes, els superalloys basats en el níquel tenen una gamma més àmplia d’aplicacions que les superalloys basades en níquel i en cobalt.
La força de les superallys depèn no només de la composició química, sinó també dels processos de tractament de la calor, forja, fosa, especialment el procés després del tractament tèrmic, la forja o la colada.
Els superalloys basats en ferro són més barats que els superalloys basats en níquel i basats en cobalt.
Per tal de millorar la resistència a la corrosió a temperatures elevades, la majoria de superallys processats contenen una certa quantitat de crom.
Els súperallys tenen una alta resistència a l’oxidació, però en alguns casos, la resistència a la corrosió és insuficient. Per exemple, a les temperatures de la turbina del motor d’avions superiors als 760 graus, els superallys requereixen recobriments.
La tecnologia de recobriment de superally és una part important de la seva aplicació i desenvolupament. Les superalloys no recobertes són ineficients per a un ús a llarg termini a temperatures elevades.
A Superallys, especialment Superalloys basats en níquel, s’afegeixen diversos elements, amb alguns aliatges que contenen fins a 14 o més elements controlats.
Els elements utilitzats en superallys, com ara níquel, cobalt, crom, tungstè, molibdè, reni i hafnium, són generalment cars i varien amb el pas del temps.
Aplicacions de Superallys
Els superallys tenen una àmplia gamma d’usos en aplicacions d’alta temperatura, inclosos components d’avions, equips químics i petroquímics.
És important tenir en compte que no totes les aplicacions requereixen força a temperatures elevades. La composició i la resistència a la corrosió de superallys els converteixen en un material estàndard per a la fabricació de dispositius mèdics. Els superallys també han trobat aplicacions a temperatures molt baixes.
Els superallys tenen un paper important en la indústria moderna a causa de la seva combinació única de propietats, especialment en les indústries aeroespacials, energètiques i químiques.
