
Niklipõhised sepistatud supersulamid on suure jõudlusega materjalide klass, mis on loodud erakordseks mehaaniliseks tugevuseks, roomamiskindluseks ja struktuurseks stabiilsuseks kõrgetel temperatuuridel, tavaliselt üle 540 °C (1000 °F). Mõiste "töödeldud" tähendab, et need sulamid vormitakse lõplikule kujule termomehaaniliste protsesside, nagu sepistamine, valtsimine või ekstrusioon, abil, mille tulemuseks on peen, suunatud teraline struktuur, mis tagab valatud analoogidega võrreldes paremad tõmbe- ja väsimusomadused.
Need on kõrgel temperatuuril pöörlevate komponentide selgroog lennunduses ja energiatootmises, kus rike ei ole võimalik.
Erakordne tugevus kõrgel temperatuuril: need säilitavad suure osa oma toatemperatuuri tugevusest sulamistemperatuuri lähedal, peamiselt tänu stabiilsele, koherentsele gamma-prime (γ') sademefaasile [Ni₃ (Al, Ti)].
Silmapaistev roomamiskindlus: need peavad vastu deformatsioonile pideva mehaanilise pinge korral kõrgetel temperatuuridel, mis on kriitiline omadus turbiini labade ja ketaste jaoks, mis peavad säilitama täpsed vahed pikka aega.
Suurepärane väsimuskindlus: sepistatud mikrostruktuur oma rafineeritud ja sageli suunaga joondatud teradega tagab suurepärase vastupidavuse pragude tekkele ja levimisele tsüklilise koormuse korral.
Suurepärane oksüdatsiooni- ja korrosioonikindlus: kõrge kroomisisaldus (tavaliselt 10–20%) võimaldab moodustada kaitsva, kleepuva kroomi (Cr₂O₃) katlakivi, mis takistab lagunemist kuumas oksüdeerivas keskkonnas.
Mikrostruktuuriline stabiilsus: need on loodud vastu pidama tugevnevate sademete jämedusele ja kahjulike topoloogiliselt tihedalt pakitud (TCP) faaside tekkele pikaajalisel kokkupuutel kõrge pinge ja temperatuuriga.
Niklipõhised sepistatud supersulamid on asendamatud kõige nõudlikumates pöörlevates rakendustes:
Kosmose reaktiivmootorid:
Turbiinikettad: kõige kriitilisem rakendus. Kettad töötavad suure pöörlemiskiiruse ja pingega, mis nõuavad ülimat tasakaalu tõmbetugevuse, väsimuse ja purunemiskindluse vahel. Sulamid nagu Inconel 718 ja Waspaloy on tööstusharu standardid.
Võllid, vahetükid ja kompressori komponendid.
Maapealsed gaasiturbiinid: elektritootmiseks, kasutatakse turbiinide ketastes ja labades.
Rakettmootorid: turbopumba komponentidele, mis nõuavad äärmuslikes keskkondades kõrget tugevuse ja kaalu suhet.
Tuumareaktorid ja kõrgtemperatuurilised kinnitusdetailid.
Järgmine tabel võtab kiire ülevaate saamiseks kokku põhifunktsioonid.
| Funktsioon | Kirjeldus | Eelis |
| Tootmistee | Termomehaaniline töötlemine (sepistamine, valtsimine). | Loob rafineeritud ühtlase terastruktuuri, mis tagab suurepärase tõmbe- ja väsimustugevuse madalal temperatuuril. |
| Võtme tugevdamise faas | Gamma-praim (γ') [Ni₃ (Al, Ti)] sadeneb. | Pakub peamist mehhanismi kõrgel temperatuuril tugevuse ja roomamiskindluse tagamiseks. |
| Kriitilised omadused | Tõmbe- ja väsimustugevus, libisemiskindlus, purunemiskindlus. | Ideaalne suure pingega ja suure pöörlemissagedusega komponentidele, nagu turbiinikettad. |
| Tüüpilised vormid | Kangid, latid, vardad, lehed ja rõngad. | Algmaterjal kriitiliste pöörlevate osade töötlemiseks. |
| Ikoonilised sulamid | Inconel 718, Waspaloy, sulam 720, René 41, Udimet 720. | Esindavad sulami disaini arengut üha nõudlikuma jõudluse saavutamiseks. |
| Peamised tööstusharud | Lennundus (reaktiivmootorid), energia tootmine, raketitehnika. | Lubage kõrgemat mootori rõhku ja temperatuure, mis suurendab tõhusust ja tõukejõudu. |
Kokkuvõttes Niklipõhised sepistatud supersulamid esindavad metallimaterjalide teaduse tippu kõrge pingega ja kõrgel temperatuuril pöörlevate komponentide jaoks. Nende keeruline keemia ja hoolikalt kontrollitud sepistatud mikrostruktuur muudavad need tänapäevaste lennundus- ja elektrisüsteemide jõudluse ja tõhususe piiride nihutamiseks hädavajalikuks.