1. Tanım
Yüksek sıcaklık nikel bazlı alaşımlar (nikel bazlı süper alaşımlar), ana elementi nikel olan (genellikle %50’nin üzerinde) ve krom, molibden, alüminyum, titanyum, kobalt ve demir gibi elementlerle alaşımlandırılmış malzemelerdir. Bu alaşımlar şunları sunar:
Yüksek sıcaklıklarda (600°C’nin üzerinde) yüksek dayanım
Mükemmel sürünme direnci
Üstün oksidasyon ve korozyon direnci
İyi yapısal kararlılık ve bazı durumlarda kaynaklanabilirlik
2. Sınıflandırma
Nikel bazlı süper alaşımlar birkaç tipe ayrılabilir:
| Tür | Özellikler | Uygulamalar |
|---|
| Dövme süper alaşımlar | Dövme, haddeleme vb. yöntemlerle işlenir. | Motor diskleri, mahfazalar, yapısal parçalar |
| Döküm süper alaşımlar | Dökümle şekillendirilir, karmaşık geometriler için idealdir | Türbin kanatları, kanatçıklar |
| Toz metalurjisi alaşımları | Son derece homojen, segregasyon yok, mükemmel özellikler | Yüksek performanslı türbin diskleri ve kanatları |
| Tek kristalli alaşımlar | Tane sınırları yok, üstün sünme direnci | Üst düzey gaz türbini kanatları |
3. Nikel Alaşımlarının Yaygın Kaliteleri
| Ülke/Bölge | Alaşım Sınıfı | Özellikler & Uygulamalar |
|---|
| USA | Inconel 718 | Mükemmel çok yönlü özellikler, kaynaklanabilir, uçak motorları |
| USA | Rene 88, Rene 41 | Yüksek dayanım, sıcak bölümlerde kullanılır |
| Çin | GH4169 | Inconel 718'e eşdeğer, havacılıkta yaygın olarak kullanılır |
| Çin | K417 | Döküm alaşımı, türbin kanatlarında kullanılır |
| UK | Nimonic 80A | Klasik alaşım, iyi ısı ve korozyon direnci |
4. Mikroyapı Özellikleri
γ matrisi (Ni katı çözeltisi): Süneklik ve tokluk sağlar
γ′ fazı (Ni₃(Al,Ti)): Temel çökelme sertleşmesi fazı
Karbürler (ör., MC, M₂₃C₆): Sürünme kopması ve aşınma direncini artırır
TCP fazları (Topolojik Olarak Sıkı Paketlenmiş): Bazı alaşımlarda oluşabilir; aşırı miktarlar performansı düşürür
5. Temel Performans Göstergeleri
| Özellik | Tipik Performans |
|---|
| Yüksek sıcaklık dayanımı | 800–1100°C'de çalışır |
| Sünme ömrü | Yük altında binlerce saat |
| Oksidasyon direnci | Havada ve yanma gazlarında kararlı |
| Yapısal kararlılık | Uzun süreli kullanım sırasında mikroyapıyı korur |