سوپر آلیاژها به عنوان نمونه ای از مقاطع فولادی، از ترکیب چندین فلز خاص تولید می شوند. این نوع از آلیاژهای فولادی در حوزه صنعت نقش محوری، حائز اهمیت و تعیین کننده‌ای بازی می کنند. همچنین، این گروه از مقاطع فولادی از تنوع بسیار بالایی برخوردار می باشند.
در این زمینه باید خاطر نشان نمود فولادهای سوپر آلیاژی به علت برخورداری از ساختار شیمیایی fcc، از استحکام و دوام قابل توجهی بهره می برند. علاوه بر این، این گروه از فلزات از لحاظ شیمیایی در سه دسته کبالت، نیکل و آهن جای می گیرند.
سوپر آلیاژها یا آلیاژهای دما بالا، قابلیت فعالیت و کارکرد در یک سوم دمای ذوب خود را دارد. این نوع از فلزات در دماهای بسیار بالا، به راحتی قادر به حفظ خواص فیزیکی خود می باشند. بر همین اساس، برای استفاده در محیط های اکسید کننده و دارای دمای بالا، این مدل از آلیاژهای فولادی از بهترین گزینه محسوب می شوند. آلیاژهای دما بالا مطابق با عنصر غالب شیمیایی و از ترکیب فلزات مختلف با یکدیگر به دست می آیند.
مهم ترین ویژگی های سوپر آلیاژها
به طور کلی، در ساختار اتمی سوپر آلیاژها یک ترکیب کریستالی به شکل و فرم مکعب وجود دارد. در حوزه آهن آلات از این ساختار کریستالی با عنوان ساختار مکعبی مرکز پر نام برده می شود. این ترکیب و ساختار با حروف اختصاری FCC، بیان می شود. ساختار کریستالی این نوع از آلیاژهای فولادی، دوام و استحکام بسیار بالای فلز را در برابر تنش های محیطی و عوامل خارجی رقم می زند.
در این زمینه باید خاطر نشان نمود که آلیاژهای فولادی از عناصری مانند کبالت، نیکل و کروم به وجود می آیند. مقاومت بالا در برابر خوردگی و اکسیداسیون، خمیدگی و حرارت بالا را می توان از مهم ترین ویژگی های سوپرآلیاژ یا super alloy برشمرد.
سوپرآلیاژ یا ابر آلیاژ از زیر مجموعه های فولاد زنگ نزن آستنیتی محسوب می شود. در ساختار فولادهای ضد زنگ آستنیتی غالبا از 7 تا 20 درصد کروم و 16 الی 20 درصد نیکل استفاده می شود. آهن به کار رفته در ساختار این نوع فولاد با عنوان آستینت یا گاما شناخته می شود.
بر این اساس، به علت برخورداری سوپرآلیاژ از خاصیت ضد خوردگی، از این محصول برای تولید و ساخت فولادهای ضد زنگ، در طیف وسیع و گسترده ای استفاده می‌گردد. همچنین، فرآیند تولید این نوع از آلیاژهای فولادی، مقرون به صرفه و مناسب می باشد.
انواع فولادهای سوپر آلیاژی
1- فولاد سوپر آلیاژی نایمونیک
فولاد سوپر آلیاژی Nimonic، به عنوان نمونه ای از سوپر آلیاژها از ترکیب 20 درصد کروم و 50 درصد نیکل و تیتانیوم تولید می شود. طراحی و ساخت دریچه های خروجی موتور جت و قطعات هواپیما را می توان از مهم ترین موارد کاربرد و استفاده از فولادهای سوپر آلیاژی نایمونیک قلمداد نمود.
2- فولاد سوپر آلیاژی داپلکس
این مدل از فولادهای سوپر آلیاژی با عنوان Steel 2205 نیز معروف می باشند. ساختار اصلی این نوع بر پایه آهن ساخته می شود. همچنین، درصد عنصر کروم استفاده شده در این نوع از آلیاژهای فولادی در مقایسه با نیکل، بسیار بیشتر می باشد.
برخورداری فولاد سوپر آلیاژی Duplex از درصد کروم بالا، برای ساخت قطعات قابل استفاده در آب، مورد استفاده قرار می گیرد. مقاومت در برابر عوامل خورنده و اسید استیک و اسید فرمیک، از دیگر ویژگی‌های فولاد آلیاژی داپلکس محسوب می شود.
3- فولاد سوپر آلیاژی هاستلوی
فولاد آلیاژی Hastelloy از انواع دیگر سوپر آلیاژها بوده که ساختار اصلی آن بر پایه نیکل تشکیل می گردد. همچنین، در ترکیبات شیمیایی این نوع آهن و کروم نیز وجود دارد. برخورداری از عنصر نیکل، دوام و استحکام فولاد هاستلوی را در برابر خوردگی و حرارت و دمای بالا، افزایش داده است. علاوه بر این، فرآیند تولید فولاد سوپر آلیاژی هاستلوی به روش پیر سختی صورت می گیرد.
4- سوپرآلیاژ ماراجینگ
در ترکیبات شیمیایی فولاد سوپر آلیاژی Maraging عناصری مانند آهن، نیکل، تیتانیوم، آلومینیوم، مس و کبالت وجود دارد. استفاده از کربن کم در ساختار این نوع، انعطاف پذیری بالای فولاد را رقم زده است. تولید فولاد ماراجینگ به روش نورد گرم، ریخته گری و ذوب انجام می شود.
5- فولادی سوپر آلیاژ اینکونل
ترکیب شیمیایی استفاده شده در ساختار فولادی سوپر آلیاژ از نوع Inconel، شامل نیوبیوم، مولیبدن، کروم و نیکل می باشد. برخورداری این نوع از نیکل آستنیتی، قابلیت استفاده از فولاد را در دماهای بالا فراهم آورده است. همچنین، وجود نیوبیوم در ساختار فولاد آلیاژی اینکونل، افزایش استحکام بیشتر فلز را به دنبال دارد.
موارد کاربرد و استفاده
سوپر آلیاژها بسته به نوع و مدل در موارد مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. بر این اساس، برای ساخت شیرآلات تانکرها، مهمات سازی و خودروسازی از ابرآلیاژهای اینکونل و برای تولید پره توربین جت و راکتور اتمی از فولاد آلیاژی هاستلوی استفاده می گردد.
سوپرآلیاژ از نوع ماراجینگ نیز برای تولید قطعات پمپ، تیغه و مبدل حرارتی استفاده می گردد. قیمت سوپر آلیاژها متناسب با ترکیبات موجود در ساختار و نوع و مدل آن متفاوت می باشد.
برای مشاوره رایگان با کارشناسان خبره ما در آهن هایپر و راهنمایی برای خرید با مناسب ترین قیمت با شماره زیر تماس بگیرید
021-72025
مقالات مرتبط:
معرفی صفر تا صد با طبقه بندی آلیاژ ها
