
Aloi tempa berasaskan nikel ialah kelas bahan berprestasi tinggi yang direka bentuk untuk kekuatan mekanikal yang luar biasa, rintangan rayapan dan kestabilan struktur pada suhu tinggi, biasanya melebihi 540°C (1000°F). Istilah "tempa" menandakan bahawa aloi ini dibentuk menjadi bentuk terakhirnya melalui proses termomekanikal seperti penempaan, penggulungan, atau penyemperitan, yang menghasilkan struktur butiran berarah yang halus yang memberikan sifat tegangan dan keletihan yang unggul berbanding dengan bahan tuangan.
Mereka adalah tulang belakang komponen berputar suhu tinggi dalam aeroangkasa dan penjanaan kuasa, di mana kegagalan bukan pilihan.
Kekuatan Suhu Tinggi yang Luar Biasa: Mereka mengekalkan sebahagian besar daripada kekuatan suhu bilik mereka pada suhu berhampiran takat leburnya, terutamanya disebabkan oleh fasa mendakan gamma-prima (γ') yang stabil dan koheren [Ni₃(Al, Ti)].
Rintangan Rayapan Luar Biasa: Mereka menentang ubah bentuk di bawah tekanan mekanikal yang berterusan pada suhu tinggi, sifat kritikal untuk bilah turbin dan cakera yang mesti mengekalkan kelegaan yang tepat dalam tempoh yang lama.
Rintangan Kelesuan Unggul: Struktur mikro tempa, dengan butirannya yang halus dan sering dijajarkan arah, memberikan rintangan yang sangat baik terhadap permulaan retakan dan pembiakan di bawah pemuatan kitaran.
Pengoksidaan & Rintangan Kakisan Cemerlang: Kandungan kromium yang tinggi (biasanya 10-20%) membolehkan pembentukan skala chromia (Cr₂O₃) yang pelindung, yang dapat menahan degradasi dalam persekitaran yang panas dan mengoksida.
Kestabilan Mikrostruktur: Mereka direka bentuk untuk menentang kekasaran mendakan pengukuhan dan pembentukan fasa tertutup topologi (TCP) yang memudaratkan semasa pendedahan jangka panjang kepada tekanan dan suhu tinggi.
Aloi tempa berasaskan nikel amat diperlukan dalam aplikasi berputar yang paling mencabar:
Enjin Jet Aeroangkasa:
Cakera Turbin: Aplikasi paling kritikal. Cakera beroperasi pada kelajuan putaran dan tegasan yang tinggi, memerlukan keseimbangan tertinggi kekuatan tegangan, hayat keletihan dan keliatan patah. Aloi seperti Inconel 718 dan Waspaloy adalah piawaian industri.
Aci, Pengatur Jarak dan Komponen Pemampat.
Turbin Gas Berasaskan Darat: Untuk penjanaan kuasa, digunakan dalam cakera turbin dan bilah.
Enjin Roket: Untuk komponen turbopump yang memerlukan nisbah kekuatan-ke-berat yang tinggi dalam persekitaran yang melampau.
Reaktor Nuklear & Pengikat Suhu Tinggi.
Jadual berikut meringkaskan ciri utama untuk gambaran keseluruhan pantas:
| Ciri | Penerangan | Kelebihan |
| Laluan Pengilangan | Pemprosesan Termomekanikal (Penempaan, Penggulungan). | Menghasilkan struktur butiran yang halus dan seragam untuk kekuatan tegangan dan keletihan suhu rendah yang unggul. |
| Fasa Pengukuhan Utama | Gamma-Prime (γ') [Ni₃(Al, Ti)] mendakan. | Menyediakan mekanisme utama untuk kekuatan suhu tinggi dan rintangan rayapan. |
| Sifat Kritikal | Kekuatan Tegangan & Keletihan, Rintangan Rayapan, Keliatan Patah. | Sesuai untuk komponen tekanan tinggi, putaran tinggi seperti cakera turbin. |
| Bentuk Biasa | Bilet, bar, rod, cadar dan cincin. | Stok permulaan untuk pemesinan bahagian berputar kritikal. |
| Aloi Ikonik | Inconel 718, Waspaloy, Aloi 720, René 41, Udimet 720. | Mewakili evolusi reka bentuk aloi untuk prestasi yang semakin menuntut. |
| Industri Utama | Aeroangkasa (Enjin Jet), Penjanaan Kuasa, Roket. | Dayakan tekanan dan suhu enjin yang lebih tinggi, yang membawa kepada kecekapan dan tujahan yang lebih tinggi. |
Secara ringkasnya, Aloi Tempa Berasaskan Nikel mewakili kemuncak sains bahan logam untuk komponen berputar bertekanan tinggi dan suhu tinggi. Kimia yang kompleks dan struktur mikro tempa yang dikawal dengan teliti menjadikannya penting untuk menolak sempadan prestasi dan kecekapan dalam sistem penerbangan dan kuasa moden.