
Superalloy tempa berbahan dasar nikel adalah kelas material berperforma tinggi yang dirancang untuk menghasilkan kekuatan mekanis, ketahanan mulur, dan stabilitas struktural yang luar biasa pada suhu tinggi, biasanya di atas 540°C (1000°F). Istilah “tempa” berarti bahwa paduan ini dibentuk menjadi bentuk akhir melalui proses termomekanis seperti penempaan, penggulungan, atau ekstrusi, yang menghasilkan struktur butiran halus dan terarah yang memberikan sifat tarik dan kelelahan yang unggul dibandingkan dengan bahan cor lainnya.
Mereka adalah tulang punggung komponen berputar bersuhu tinggi di ruang angkasa dan pembangkit listrik, di mana kegagalan bukanlah suatu pilihan.
Kekuatan Suhu Tinggi yang Luar Biasa: Mereka mempertahankan sebagian besar kekuatan suhu ruangannya pada suhu mendekati titik lelehnya, terutama karena fase endapan gamma-prima (γ') yang stabil dan koheren [Ni₃(Al, Ti)].
Ketahanan Creep yang Luar Biasa: Mereka menahan deformasi di bawah tekanan mekanis konstan pada suhu tinggi, suatu sifat penting untuk bilah turbin dan cakram yang harus menjaga jarak bebas yang tepat dalam jangka waktu lama.
Ketahanan Lelah yang Unggul: Struktur mikro yang ditempa, dengan butirannya yang halus dan seringkali sejajar terarah, memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap inisiasi dan perambatan retak di bawah pembebanan siklik.
Ketahanan Oksidasi & Korosi yang Sangat Baik: Kandungan kromium yang tinggi (biasanya 10-20%) memungkinkan pembentukan skala kromia (Cr₂O₃) yang protektif dan melekat, tahan terhadap degradasi di lingkungan yang panas dan teroksidasi.
Stabilitas Struktur Mikro: Mereka dirancang untuk menahan pengerasan presipitat yang mengeras dan pembentukan fase topologi close-packed (TCP) yang merugikan selama paparan jangka panjang terhadap tekanan dan suhu tinggi.
Superalloy tempa berbahan dasar nikel sangat diperlukan dalam aplikasi perputaran yang paling menuntut:
Mesin Jet Dirgantara:
Cakram Turbin: Aplikasi paling kritis. Cakram beroperasi pada kecepatan dan tekanan rotasi yang tinggi, memerlukan keseimbangan tertinggi antara kekuatan tarik, umur lelah, dan ketangguhan patah. Paduan seperti Inconel 718 dan Waspaloy adalah standar industri.
Poros, Spacer, dan Komponen Kompresor.
Turbin Gas Berbasis Darat: Untuk pembangkit listrik, digunakan pada cakram dan bilah turbin.
Mesin Roket: Untuk komponen turbopump yang memerlukan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi di lingkungan ekstrem.
Reaktor Nuklir & Pengencang Suhu Tinggi.
Tabel berikut merangkum fitur-fitur utama untuk gambaran singkat:
| Fitur | Deskripsi | Keuntungan |
| Rute Manufaktur | Pemrosesan Termomekanis (Penempaan, Penggulungan). | Menghasilkan struktur butiran yang halus dan seragam untuk kekuatan tarik dan kelelahan suhu rendah yang unggul. |
| Fase Penguatan Kunci | Gamma-Prime (γ') [Ni₃(Al, Ti)] mengendap. | Menyediakan mekanisme utama untuk kekuatan suhu tinggi dan ketahanan mulur. |
| Properti Kritis | Kekuatan Tarik & Kelelahan, Ketahanan Mulur, Ketangguhan Patah. | Ideal untuk komponen bertekanan tinggi dan berputar tinggi seperti cakram turbin. |
| Bentuk Khas | Billet, batangan, batangan, lembaran, dan cincin. | Stok awal untuk pemesinan komponen berputar yang penting. |
| Paduan Ikonik | Inconel 718, Waspaloy, Paduan 720, René 41, Udimet 720. | Mewakili evolusi desain paduan untuk kinerja yang semakin menuntut. |
| Industri Primer | Dirgantara (Mesin Jet), Pembangkit Listrik, Roket. | Memungkinkan tekanan dan suhu mesin yang lebih tinggi, sehingga menghasilkan efisiensi dan daya dorong yang lebih besar. |
Singkatnya, Superalloy Tempa Berbasis Nikel mewakili puncak ilmu material logam untuk komponen berputar bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Sifat kimianya yang kompleks dan struktur mikro tempa yang dikontrol dengan cermat menjadikannya penting untuk mendorong batas-batas kinerja dan efisiensi dalam sistem penerbangan dan tenaga modern.