
Никель негізінде жасалған суперқорытпалар әдетте 540°C (1000°F) жоғары температурада ерекше механикалық беріктікке, сусымалыға төзімділікке және құрылымдық тұрақтылыққа арналған жоғары өнімді материалдар класы болып табылады. «Соғылған» термині бұл қорытпалар соғу, илемдеу немесе экструзия сияқты термомеханикалық процестер арқылы соңғы пішінге келтірілетінін білдіреді, бұл олардың құйылған аналогтарымен салыстырғанда жоғары созылу және шаршау қасиеттерін қамтамасыз ететін жұқа, бағытталған дәнді құрылымға әкеледі.
Олар аэроғарыш өнеркәсібіндегі және электр қуатын өндірудегі жоғары температуралы айналмалы құрамдас бөліктердің негізі болып табылады, мұнда істен шығу мүмкін емес.
Ерекше жоғары температуралық беріктік: олар балқу температурасына жақын температурада бөлме температурасының беріктігінің жоғары бөлігін сақтайды, бұл бірінші кезекте тұрақты, когерентті гамма-бастапқы (γ') тұнба фазасының [Ni₃(Al, Ti)] арқасында.
Көрнекті жылжымалы төзімділік: олар жоғары температурада тұрақты механикалық кернеу кезінде деформацияға қарсы тұрады, турбиналық қалақтар мен дискілер үшін маңызды қасиет, олар ұзақ уақыт бойы нақты саңылауларды ұстап тұруы керек.
Шаршауға жоғары төзімділік: тазартылған және жиі бағытталған дәндері бар өңделген микроқұрылым циклдік жүктеме кезінде жарықтардың басталуына және таралуына тамаша қарсылықты қамтамасыз етеді.
Тотығуға және коррозияға тамаша төзімділік: Хромның жоғары мөлшері (әдетте 10-20%) ыстық, тотықтырғыш ортада тозуға қарсы тұратын қорғаныш, жабысатын хром (Cr₂O₃) шкаласын қалыптастыруға мүмкіндік береді.
Микроқұрылымдық тұрақтылық: Олар жоғары кернеу мен температураның ұзақ уақыт әсер етуі кезінде нығайтылатын тұнбалардың іріленуіне және зиянды топологиялық тығыз орналасқан (TCP) фазалардың пайда болуына қарсы тұруға арналған.
Никель негізіндегі соғылған суперқорытпалар ең талап етілетін айналмалы қолданбаларда қажет:
Аэроғарыштық реактивті қозғалтқыштар:
Турбиналық дискілер: ең маңызды қолданба. Дискілер жоғары айналу жылдамдықтары мен кернеулерде жұмыс істейді, бұл созылу беріктігінің, шаршау мерзімінің және сыну беріктігінің жоғары тепе-теңдігін талап етеді. Inconel 718 және Waspaloy сияқты қорытпалар салалық стандарттар болып табылады.
Біліктер, аралық тетіктер және компрессор компоненттері.
Құрлықтағы газ турбиналары: турбиналық дискілер мен қалақтарда қолданылатын электр энергиясын өндіруге арналған.
Зымыран қозғалтқыштары: экстремалды ортада жоғары беріктік пен салмақ қатынасын қажет ететін турбосорғы компоненттері үшін.
Ядролық реакторлар және жоғары температурадағы бекіткіштер.
Төмендегі кестеде жылдам шолу үшін негізгі мүмкіндіктер жинақталған:
| Ерекшелік | Сипаттама | Артықшылық |
| Өндіріс жолы | Термомеханикалық өңдеу (соғу, прокаттау). | Төмен температурада жоғары созылу және шаршау беріктігі үшін тазартылған, біркелкі астық құрылымын шығарады. |
| Негізгі күшейту кезеңі | Гамма-Прайм (γ') [Ni₃(Al, Ti)] тұндырады. | Жоғары температуралық беріктік пен сусымалы төзімділіктің негізгі механизмін қамтамасыз етеді. |
| Критикалық қасиеттер | Созылу және шаршау күші, сусылуға төзімділік, сынуға төзімділік. | Турбиналық дискілер сияқты кернеуі жоғары, айналуы жоғары компоненттер үшін өте қолайлы. |
| Типтік пішіндер | Дайындамалар, барлар, өзектер, парақтар және сақиналар. | Критикалық айналмалы бөлшектерді өңдеуге арналған бастапқы материал. |
| Иконикалық қорытпалар | Inconel 718, Waspaloy, Alloy 720, René 41, Udimet 720. | Барған сайын талап етілетін өнімділік үшін қорытпа дизайнының эволюциясын көрсетіңіз. |
| Негізгі өнеркәсіптер | Аэроғарыш (реактивті қозғалтқыштар), энергия өндіру, зымыран техникасы. | Қозғалтқыштың жоғары қысымы мен температурасын қосыңыз, бұл жоғары тиімділік пен күшке әкеледі. |
Қорытындылай келе, Никель негізіндегі соғылған суперқорытпалар жоғары кернеулі, жоғары температурада айналатын компоненттерге арналған металл материалтануының шыңын білдіреді. Олардың күрделі химиясы және мұқият бақыланатын өңделген микроқұрылымы оларды заманауи авиация және энергетикалық жүйелердегі өнімділік пен тиімділік шекараларын ілгерілету үшін маңызды етеді.