
Деформираните суперсплави на базата на никел са клас материали с висока производителност, проектирани за изключителна механична якост, устойчивост на пълзене и структурна стабилност при повишени температури, обикновено над 540°C (1000°F). Терминът „ковани“ означава, че тези сплави са оформени в крайната си форма чрез термомеханични процеси като коване, валцоване или екструдиране, което води до фина, насочена зърнеста структура, която осигурява превъзходни свойства на опън и умора в сравнение с техните ляти аналогове.
Те са гръбнакът на високотемпературни въртящи се компоненти в космическата промишленост и производството на електроенергия, където отказът не е опция.
Изключителна якост при висока температура: Те запазват голяма част от якостта си при стайна температура при температури, близки до точката им на топене, основно поради стабилна, кохерентна гама-прайм (γ') фаза на утаяване [Ni3(Al, Ti)].
Изключителна устойчивост на пълзене: Те издържат на деформация при постоянен механичен стрес при високи температури, критично свойство за турбинните лопатки и дискове, които трябва да поддържат прецизни хлабини за дълги периоди.
Превъзходна устойчивост на умора: Изкованата микроструктура, със своите рафинирани и често насочени зърна, осигурява отлична устойчивост на започване и разпространение на пукнатини при циклично натоварване.
Отлична устойчивост на окисляване и корозия: Високото съдържание на хром (обикновено 10-20%) позволява образуването на защитна, прилепнала хромова скала (Cr₂O₃), устойчива на разграждане в гореща, окисляваща среда.
Микроструктурна стабилност: Те са проектирани да устоят на загрубяването на укрепващите утайки и образуването на вредни топологично плътно опаковани (TCP) фази по време на дългосрочно излагане на висок стрес и температура.
Деформираните свръхсплави на базата на никел са незаменими в най-взискателните ротационни приложения:
Аерокосмически реактивни двигатели:
Турбинни дискове: Най-критичното приложение. Дисковете работят при високи скорости на въртене и напрежения, изискващи върховен баланс на якост на опън, живот на умора и якост на счупване. Сплави като Inconel 718 и Waspaloy са индустриални стандарти.
Валове, дистанционни елементи и компресорни компоненти.
Наземни газови турбини: За производство на електроенергия, използвани в турбинни дискове и перки.
Ракетни двигатели: За компоненти на турбопомпи, които изискват високо съотношение на якост към тегло в екстремни среди.
Ядрени реактори и високотемпературни крепежни елементи.
Следната таблица обобщава основните функции за бърз преглед:
| Характеристика | Описание | Предимство |
| Производствен път | Термомеханична обработка (коване, валцуване). | Създава рафинирана, равномерна зърнеста структура за превъзходна якост на опън и умора при ниски температури. |
| Ключова фаза на укрепване | Гама-основен (γ') [Ni3(Al, Ti)] утаява се. | Осигурява основния механизъм за устойчивост при висока температура и устойчивост на пълзене. |
| Критични свойства | Якост на опън и умора, устойчивост на пълзене, якост на счупване. | Идеален за високонапрегнати компоненти с висока ротация като турбинни дискове. |
| Типични форми | Заготовки, пръти, пръти, листове и пръстени. | Изходният материал за обработка на критични въртящи се части. |
| Емблематични сплави | Inconel 718, Waspaloy, Alloy 720, René 41, Udimet 720. | Представете еволюцията на дизайна на сплавта за все по-взискателна производителност. |
| Първични индустрии | Аерокосмическа техника (реактивни двигатели), производство на енергия, ракетна техника. | Позволяват по-високи налягания и температури на двигателя, което води до по-голяма ефективност и тяга. |
В обобщение, Деформирани суперсплави на базата на никел представляват върха на науката за металните материали за въртящи се компоненти с високо напрежение и висока температура. Тяхната сложна химия и внимателно контролирана изкована микроструктура ги правят от съществено значение за разширяване на границите на производителност и ефективност в съвременните авиационни и енергийни системи.