SÜPER ALAŞIMLAR

SÜPER ALAŞIMLAR

Süper Alaşım Nedir?

Süper alaşımlar, havacılık ve enerji endüstrileri için önemli malzemelerdir. Süper alaşım, mükemmel mekanik mukavemet, termal sünme deformasyonuna direnç, iyi yüzey stabilitesi ve korozyon oksidasyonuna direnç gibi çeşitli temel özellikleri gösteren bir alaşımdır. Kristal yapısı yüzey merkezli kübiktir.

Örnekler: Hastelloy, Inconel Waspaloy, Rene alaşımları, TMS alaşımları, CMSX tek kristal alaşımları.

Süper Alaşımların Özellikleri

  • Yüksek sıcaklıklarda ısıya dayanıklı
  • Yüksek mukavemetli
  • İyi korozyon direnci
  • İyi oksidasyon direnci
  • İyi yüzey stabilitesi

Süper Alaşımların Sınıflandırılması

Süper alaşımlar, alaşımda bulunan baskın metale göre üçe ayrılırlar. Bunlar nikel esaslı süper alaşımlar, demir esaslı süper alaşımlar, kobalt esaslı süper alaşımlardır.

Nikel Bazlı Süper Alaşımlar

Nikel esaslı süper alaşımlar en kompleks yapıya sahip alaşımdır. Yüksek sıcaklığa maruz kalan parçaların esasını oluşturan malzeme grubudur. Özellikle uçak türbinleri ve gaz türbinlerinde oksidasyon ve yüksek sıcaklık mukavemetleri nedeniyle tercih edilmektedir.

Alaşım grubunun esas elementi olan nikelin yüzey merkezli kristal yapıya sahip olması malzemeye geniş bir faz aralığında çalışma özelliği katmaktadır. Nikel bazlı çoğu alaşım %10-20 krom, %8’e kadar alüminyum ve titanyum, %5-10 kobalt ve az miktarda brom, zirkonyum bulunur.

Genel olarak nikel bazlı yüksek sıcaklık alaşımlarını üç gruba ayırmak mümkündür: Katı çözelti yöntemi ile, çökelti yöntemi ile ve oksit dispersiyon yöntemi ile mukavemetlendirilmişlerdir. Katı çözelti ile mukavemetlendirilen nikel bazlı süper alaşımlarda çok az miktarda alüminyum, titanyum veya niobyum ile alaşımlandırılma yapılmaktadır. İkinci yöntemde ise daha yüksek oranlarda alüminyum ve titanyum kullanılmaktadır. En son yöntem olan oksit dispersiyon yönteminde ise küçük miktarlardaki oksit partikülleri yapıya ilave edilmektedir.

Demir Esaslı Süper Alaşımlar

Demir esaslı süper alaşımlara %25-45 nikel, %15-60 demir, %15-28 krom, katı çözelti mukavemetini sağlamak için %1-6 molibden ilave edilmiştir. Karbon, bor, zirkonyum, kobalt ve bazı diğer elementler de ilave edilebilir. Dayanımları nikel esaslı süper alaşımlara göre daha düşüktür. Yaklaşık 650°C’ ye kadar olan sıcaklıklarda kullanılabilmektedir ve pek çok gaz türbin motorlarında, kanatlarda demir esaslı süper alaşım kullanılmaktadır. Sürünme, oksidasyon, korozyon ve aşınmaya karşı dirençlidir. Nikel esaslı süper alaşımlara göre daha ucuz alaşımlardır.

Kobalt Esaslı Süper Alaşımlar

VIIIA grubu geçiş elementi olan kobalt, kritik stratejik element olarak kabul edilmektedir. Katıldığı alaşım sistemlerine magnetik, aşınma direnci ve yüksek sıcaklık dayanımı gibi özellikler kazandırır. Kobalt alaşımlarında klasik sertleştirme mekanizmaları uygulanır. Katı eriyik sertleştirilmesi, büyük atomik yarıçapa sahip W, Mo, Ta ve Cr gibi refrakter elementlerin çözünürlük sınırına kadar ilave edilmesi ile yapılmaktadır. Çökelme sertleşmesi prensip olarak doğrudan karbür reaksiyonu veya Cr, Zr, Hf, Ta, W, Nb ve Ti ilavesi ile karbonitrür çökelmesi şeklinde sağlanır. Nikel ve demir alaşımlarından daha yüksek erime noktasına sahiptir.

Süper Alaşımlarının Kullanım Alanları

  • Uçak ve gaz türbinleri
  • Uzay araçları
  • Roket motorları
  • Buhar güç üniteleri
  • Termik santraller
  • Petrokimya endüstrisi

Mühendislik kategorisindeki diğer içerikleri de okumanızı tavsiye ederiz!

Beğen  30
Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Yapılan Yorumlar ( 2 )