
As superligas forxadas a base de níquel son unha clase de materiais de alto rendemento deseñados para ofrecer unha resistencia mecánica excepcional, resistencia á fluencia e estabilidade estrutural a temperaturas elevadas, normalmente por riba de 540 °C (1000 °F). O termo "forxado" significa que estas aliaxes se conforman na súa forma final mediante procesos termomecánicos como forxa, laminación ou extrusión, o que resulta nunha estrutura de gran fino e direccional que proporciona propiedades de tracción e fatiga superiores en comparación coas súas contrapartes fundidas.
Son a columna vertebral dos compoñentes rotativos a alta temperatura na industria aeroespacial e na xeración de enerxía, onde a falla non é unha opción.
Resistencia excepcional a altas temperaturas: conservan unha alta fracción da súa resistencia a temperatura ambiente a temperaturas próximas ao seu punto de fusión, principalmente debido a unha fase de precipitado gamma-prime (γ') estable e coherente [Ni₃(Al, Ti)].
Excelente resistencia á fluencia: resisten a deformación baixo tensión mecánica constante a altas temperaturas, unha propiedade crítica para as palas e os discos de turbina que deben manter unhas distancias precisas durante longos períodos.
Resistencia superior á fatiga: a microestrutura forxada, cos seus grans refinados e moitas veces aliñados direccionalmente, proporciona unha excelente resistencia ao inicio de fisuras e á propagación baixo carga cíclica.
Excelente resistencia á oxidación e á corrosión: o alto contido de cromo (normalmente 10-20%) permite a formación de escamas protectoras e adherentes de cromia (Cr₂O₃), resistindo a degradación en ambientes quentes e oxidantes.
Estabilidade microestrutural: están deseñados para resistir o engrosamento dos precipitados de reforzo e a formación de fases topolóxicamente próximas (TCP) prexudiciais durante a exposición a longo prazo a altas tensións e temperaturas.
As superaliaxes forxadas a base de níquel son indispensables nas aplicacións rotativas máis esixentes:
Motores aeroespaciais a reacción:
Discos de turbina: a aplicación máis crítica. Os discos funcionan a altas velocidades de rotación e esforzos, requirindo un equilibrio supremo de resistencia á tracción, vida á fatiga e tenacidade á fractura. Aliaxes como Inconel 718 e Waspaloy son estándares da industria.
Eixos, espaciadores e compoñentes do compresor.
Turbinas de gas terrestres: para a xeración de enerxía, usadas en discos e aspas de turbinas.
Motores de foguetes: para compoñentes de turbobombas que requiren altas relacións resistencia-peso en ambientes extremos.
Reactores nucleares e elementos de fixación de alta temperatura.
A seguinte táboa resume as principais características para obter unha visión xeral rápida:
| Característica | Descrición | Vantaxe |
| Ruta de fabricación | Procesamento Termomecánico (Forxa, Laminación). | Produce unha estrutura de gran refinada e uniforme para unha resistencia superior á tracción e á fatiga a baixa temperatura. |
| Fase de fortalecemento clave | Gamma-Prime (γ') [Ni₃(Al, Ti)] precipita. | Proporciona o mecanismo principal para a resistencia a altas temperaturas e a resistencia á fluencia. |
| Propiedades críticas | Resistencia á tracción e á fatiga, resistencia á fluencia, tenacidade á fractura. | Ideal para compoñentes de alta tensión e alta rotación como discos de turbina. |
| Formas típicas | Billetes, barras, varas, follas e aneis. | O stock de partida para mecanizar pezas rotativas críticas. |
| Aliaxes icónicas | Inconel 718, Waspaloy, Alloy 720, René 41, Udimet 720. | Representa a evolución do deseño de aliaxes para un rendemento cada vez máis esixente. |
| Industrias primarias | Aeroespacial (motores a reacción), xeración de enerxía, foguetes. | Permite unha maior presión e temperatura do motor, o que leva a unha maior eficiencia e empuxe. |
En resumo, Superaliaxes forxadas a base de níquel representan o pináculo da ciencia dos materiais metálicos para compoñentes rotativos de alta tensión e alta temperatura. A súa complexa química e a súa microestrutura forxada coidadosamente controlada fan que sexan esenciais para superar os límites de rendemento e eficiencia nos sistemas modernos de aviación e enerxía.