Superlegering

I høytytende fly brukes superlegeringer tradisjonelt - her en MiG-25 .
Turbinblad av en gasturbin laget av en nikkelbasert superlegering

Som superlegeringer metalliske materialer av kompleks sammensetning ( jern , nikkel , platina , krom eller koboltbasis med tilsetninger av grunnstoffene Co, Ni, Fe, Cr, Mo, W, Re, Ru, Ta, Nb, Al, Ti, Mn, Zr , C og B) for applikasjoner med høy temperatur. De er stort sett tinder - og svært varmebestandige. De kan produseres ved hjelp av enten smelte metallurgi eller pulver metallurgi .

Navnet superlegering indikerer materialer hvis driftstemperatur er høyere enn stål, da de har økt styrke i dette temperaturområdet. Polykrystallinske superlegeringer når driftstemperaturer på rundt 80%, enkeltkrystallinske legeringer rundt 90% av smeltepunktet (homolog temperatur). I dag brukes nikkelbaserte superlegeringer hovedsakelig . Deres temperaturbestandighet er oppnådd gjennom en blanding av usammenhengende dispersjon herding , sammenhengende utfellingsherdende og solid løsning herding .

Vanlige merkenavn er f.eks. B. Stellite , Tribaloy, Hastelloy , Incoloy , Inconel , NIMONIC , R88DT, Waspaloy eller X-40 .

applikasjon

På grunn av deres høye pris, men samtidig høye tillatte driftstemperaturer, brukes superlegeringer hovedsakelig i motor-, turbin- og motorkonstruksjon , i energiteknologi og i romfart.

Materialene til komponentene i gasturbiner er polykrystallinske (skiver), retningsbestemt eller monokrystallinske (kniver). Målet med legeringsutvikling er å øke effektiviteten gjennom høyest mulige turbininnløpstemperaturer (for tiden maksimalt 1600 ° C med kjøling). For å holde tettheten og dermed vekten til komponentene lav, blir tunge elementer i stor grad utelatt i legeringene (eksempel: wolfram og molybden).

Eksempel: Inconel-legering 718

  • Materialnummer: 2.4668
  • Kort navn: NiCr19NbMo
  • Tetthet: 8,19 g / cm³
  • maksimal driftstemperatur: 620 ° C.
  • Kjemisk sammensetning: 0,04% C - 19% Cr - 3,0% Mo - 52,5% Ni - 0,9% Al - ≤0,1% Cu - 5,1% Nb - 0,9% Ti - 19% Fe.

Denne superlegeringen, forsterket med intermetalliske utfellinger (γ ″-faser), utgjør fortsatt 60–70% av volumet av alle nikkelbaserte legeringer i dag.

Se også

weblenker

litteratur

  • Ralf Bürgel: Håndbok høy temperatur materialteknologi: Grunnleggende, materialspenninger, høy temperatur legeringer og belegg. Vieweg, Wiesbaden 2006, ISBN 978-3-528-23107-1
  • Madeleine Durand-Charre: Mikrostrukturen til superlegeringer. OPA, Amsterdam 1997, ISBN 90-5699-097-7
  • DG Morris: Intermetallics og superlegeringer. Wiley-VCH, Weinheim 2000, ISBN 3-527-30192-5
  • John K. Tien: Superlegeringer, superkompositter og superkeramikk. Acad. Press, New York 1989, ISBN 0-12-690845-1
  • Reed, Roger C. Superalloys: Fundamentals and Applications. Cambridge, Storbritannia: Cambridge UP, 2006, ISBN 978-0-521-07011-9

Individuelle bevis

  1. ↑ Jacqueline Wahl, Ken Harris: Nye enkeltkrystalllegeringer - oversikt og oppdatering . I: MATEC Web of Conferences . teip 14 , 2014, ISSN  2261-236X , s. 17002 , doi : 10.1051 / matecconf / 20141417002 ( matec-conferences.org [åpnet 26. juli 2020]).