1. Como o níquel - baseado em superlogas são feitas
Etapa 1: Preparação de matéria -prima e derretimento
Seleção de matéria -prima: High-purity nickel (often >99,9% puro) é combinado com quantidades precisas de elementos de liga, como o cromo (para resistência a oxidação), alumínio e titânio (para formar o fortalecimento γ '- ni₃al/ti precipita), e elementos de traço como Tungsten, Molybdenum, ou Rhenium (para melhorar), e elementos de traço, como Tungsten), Molybdenum, ou Rhenium (para melhorar), e os elementos de traço, como Tungsten), Molybdenum, ou Rhenium (para melhorar), e os elementos de traço, como Tungsten), Molybdenum, ou Rhenium (para melhorar), e os elementos de traço, como Tungsten), Molybdenum, ou Rhenium (para melhorar. As impurezas (por exemplo, enxofre, oxigênio) são estritamente controladas, pois degradam o desempenho mecânico.
Fusão: Os processos baseados em vácuo - são dominantes para evitar a contaminação por escória de ar ou derretida. Os métodos comuns incluem:Indução a vácuo Derretimento (VIM): Usa a indução eletromagnética para derreter matérias -primas em um cadinho selado a vácuo -, garantindo composição uniforme e baixos níveis de impureza.
Remolição de arco a vácuo (VAR): Segue Vim; O vim - lingot é relegado como um eletrodo no vácuo, com metal fundido solidificando -se em um lingote mais denso e homogêneo (crítico para reduzir defeitos internos como porosidade).
Etapa 2: formação primária (conversão de lingote)
Forjamento quente: O lingote é aquecido a altas temperaturas (normalmente 1000-1200 ° C, abaixo do seu ponto de fusão) e pressionado ou martelado em componentes de forma -- (por exemplo, em branco do disco da turbina) usando pressões hidráulicas. Esta etapa alinha estruturas de grãos e aumenta a ductilidade.
Rolamento a quente/extrusão: Para produzir formas longas e uniformes (por exemplo, barras, folhas ou tubos), o lingote é rolado através de rolos aquecidos ou empurrado através de uma matriz sob alta pressão.
Etapa 3: Tratamento térmico (ajuste microestrutural)
Recozimento da solução: A liga é aquecida a uma temperatura acima do solvus γ '(tipicamente 1100 a 1250 ° C) para dissolver todas as fases γ' na matriz de níquel e depois resfriado rapidamente (extinto) para prender elementos de liga em uma solução sólida supersaturada.
Envelhecimento (endurecimento da precipitação): A liga extinta é aquecida a uma temperatura mais baixa (700-900 ° C) por horas a dias. Isso permite que os precipitados γ 'finos e uniformemente distribuídos se forem em toda a matriz, aumentando significativamente a força sem sacrificar a ductilidade. Vários ciclos de envelhecimento podem ser usados para o desempenho ideal.
Etapa 4: Processamento e acabamento secundários
Usinagem: O níquel - baseado em super -calotas são extremamente difíceis e se desgastam - resistente, portanto a usinagem de precisão requer ferramentas especializadas (por exemplo, nitreto de boro cúbico, CBN) e refrigerantes. Processos como moagem, giro ou usinagem de descarga elétrica (EDM) são usados para obter dimensões finais e suavidade da superfície.
Fabricação avançada (opcional): Para componentes complexos (por exemplo, lâminas de turbina com canais internos de resfriamento), métodos de fabricação aditiva (impressão 3D), como fusão a laser seletiva (SLM) ou fusão de feixe de elétrons (EBM), são cada vez mais utilizados. Esses processos criam a camada de peças - por - camada do metal pó, permitindo projetos complexos e mantendo o desempenho da liga.
Inspeção e controle de qualidade: Non - Técnicas de teste destrutivo (NDT) -, como testes ultra -sônicos (para defeitos internos), x - difração de raio (para análise de fase) e o exame metoalográfico (para o setor de microestrutura) (3}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
2. Qual é a super -alínea mais cara
Razões -chave para seu alto custo:
O Rhenium (re) é um elemento de custo raro e alto - raro, alto -: O rênio é um dos elementos mais raros que ocorrem naturalmente (abundância ~ 0,001 ppm na crosta terrestre), extraídos principalmente como um subproduto de molibdênio ou refino de cobre.
Papel crítico em altas ligas de desempenho -: Rhenium é adicionado (normalmente 3-6%em peso) ao níquel - Superlloys baseados em baseados para melhorar drasticamente a resistência à fluência em temperaturas extremas (1100-1200 ° C). Isso torna essas ligas insubstituíveis para os componentes mais quentes dos motores a jato avançados (por exemplo, alto - lâminas de turbinas de pressão em aeronaves militares ou aviões comerciais como o Boeing 787).
Exemplo: único - níquel de cristal - baseado em rhenium com Rhenium
3. Qual é a super -alínea mais barata
Razões -chave para seu menor custo:
Elementos básicos abundantes: Iron is one of the most abundant elements on Earth (far cheaper than nickel or cobalt), and iron-based superalloys typically contain lower percentages of expensive elements (eg, nickel content is often 20–40 wt%, vs. 50–80 wt% in nickel-based superalloys; they rarely use rhenium or high amounts of tungstênio).
Fabricação mais simples: Muitos Superlloys baseados em ferro - podem ser processados usando equipamentos convencionais de fabricação de aço ou forjamento (diferentemente do níquel - superlloys baseados em base, que geralmente requerem fusão a vácuo ou -} fundição de cristal), reduzindo a complexidade e custos de produção.
