Superlegering

I högpresterande flygplan används superlegeringar traditionellt - här en MiG-25 .
Turbinblad av en gasturbin tillverkad av en nickelbaserad superlegering

Som superlegeringar metalliska material med komplex komposition ( järn , nickel , platina , krom eller koboltbasis med tillsatser av grundämnena Co, Ni, Fe, Cr, Mo, W, Re, Ru, Ta, Nb, Al, Ti, Mn, Zr , C och B) för applikationer med hög temperatur. De är mest tinder - och mycket värmebeständiga. De kan produceras med antingen smältmetallurgi eller pulvermetallurgi .

Namnet superlegering indikerar material vars drifttemperatur är högre än stål, eftersom de har ökad hållfasthet i detta temperaturområde. Polykristallina superlegeringar når arbetstemperaturer på cirka 80%, monokristallina legeringar cirka 90% av smältpunkten (homolog temperatur). Numera används nickelbaserade superlegeringar främst . Deras temperatur beständighet uppnås genom en blandning av inkoherent dispersion härdning , sammanhängande utskiljningshärdande och fast lösning härdning .

Vanliga varumärken är t.ex. B. Stellite , Tribaloy, Hastelloy , Incoloy , Inconel , NIMONIC , R88DT, Waspaloy eller X-40 .

Ansökan

På grund av deras höga pris, men samtidigt höga tillåtna driftstemperaturer, används superlegeringar främst i motor-, turbin- och motorkonstruktion , inom energiteknik och inom rymd.

Materialen i komponenterna i gasturbiner är polykristallina (skivor), riktad stelnade eller monokristallina (blad). Målet med legeringsutveckling är att öka effektiviteten genom högsta möjliga turbininloppstemperaturer (för närvarande maximalt 1600 ° C med kylning). För att hålla densiteten och därmed vikten av komponenterna låg, undviks tunga element i stor utsträckning i legeringarna (exempel: volfram och molybden).

Exempel: Inconel-legering 718

  • Materialnummer: 2.4668
  • Kort namn: NiCr19NbMo
  • Densitet: 8,19 g / cm³
  • maximal driftstemperatur: 620 ° C.
  • Kemisk sammansättning: 0,04% C - 19% Cr - 3,0% Mo - 52,5% Ni - 0,9% Al - ≤0,1% Cu - 5,1% Nb - 0,9% Ti - 19% Fe.

Denna superlegering, förstärkt med intermetalliska fällningar (γ ″-faser), utgör fortfarande 60–70% av volymen av alla nickelbaserade legeringar idag.

Se även

webb-länkar

litteratur

  • Ralf Bürgel: Handbok för högteknologiska materialteknologier: Grundläggande, materialbelastningar, högtemperaturlegeringar och beläggningar. Vieweg, Wiesbaden 2006, ISBN 978-3-528-23107-1
  • Madeleine Durand-Charre: Superlegeringarnas mikrostruktur. OPA, Amsterdam 1997, ISBN 90-5699-097-7
  • GD Morris: Intermetallics och superlegeringar. Wiley-VCH, Weinheim 2000, ISBN 3-527-30192-5
  • John K. Tien: Superlegeringar, superkompositer och superkeramik. Acad. Press, New York 1989, ISBN 0-12-690845-1
  • Reed, Roger C. Superalloys: Fundamentals and Applications. Cambridge, Storbritannien: Cambridge UP, 2006, ISBN 978-0-521-07011-9

Individuella bevis

  1. ^ Jacqueline Wahl, Ken Harris: Nya superlegeringar med en kristall - översikt och uppdatering . I: MATEC Web of Conferences . tejp 14 , 2014, ISSN  2261-236X , s. 17002 , doi : 10.1051 / matecconf / 20141417002 ( matec-conferences.org [nås 26 juli 2020]).