Designul optim al aliajului de nichel este unul dintre punctele cheie în această activitate de cercetare și dezvoltare. Aliajele de bază sunt cele mai utilizate aliaje în domeniul superaliajului, în special în domeniul aerospațial și al apărării, cum ar fi dezvoltarea de echipamente de ultimă generație, cum ar fi motoarele aero, care joacă un rol important Deoarece o varietate de elemente de aliaj pot fi dizolvate în aliajul pe bază de nichel și poate menține o bună stabilitate a structurii, ceea ce oferă multe modalități de îmbunătățire a performanței superaliajului pe bază de nichel. Dezvoltarea științei și tehnologiei a impus cerințe mai mari pentru superaliaj pe bază de nichel. Pentru a satisface cererea pieței, este necesară accelerarea cercetării superaliajului pe bază de nichel, îmbunătățirea performanței sale cuprinzătoare.
1. Puterea soluției
Principalul mijloc de a întări proprietățile superaliajului pe bază de nichel este adăugarea unor elemente de întărire adecvate în soluție solidă. Aliajul de întărire cu soluție solidă are o rezistență excelentă la oxidare și rezistență la oboseală și o plasticitate bună. Pe baza acestor caracteristici, superaliajele pe bază de nichel pot fi utilizate pentru a produce piese metalice cu temperaturi ridicate de lucru, cum ar fi paletele de motor. Raza atomică a nichelului este apropiată de cea a elementelor din aliaj precum wolfram și molibdenul. Pe baza acestor caracteristici, un număr mare de elemente de aliere precum wolfram, molibden și cobalt pot fi dizolvate în nichel în același timp fără apariția unor noi faze. Rezultatele arată că gama de temperatură a soluției de metale comune este, în general, între 1050 și 1560. Statele Unite au dezvoltat o performanță bună a soluției de consolidare a aliajului de nichel deformare superaliaj Haynes280, acest aliaj la 1400 de temperatură ridicată, rezistență până la 165MPa alungire până la 87 procent, în principal din cauza adăugării de elemente metalice refractare în aliaj, cum ar fi wolfram și crom și alte elemente; În același timp, se adaugă o cantitate mică de carbon pentru a forma carburi, care pot împiedica creșterea cerealelor și pot întări limitele cerealelor. Rezultatele arată, de asemenea, că rezistența aliajului poate fi îmbunătățită prin adăugarea unei cantități mari de molibden și alte elemente metalice refractare. Stabilitatea microstructurii aliajului poate fi îmbunătățită prin adăugarea de ruteniu. Prin adăugarea unei anumite cantități de metale refractare, cum ar fi wolfram, rezistența la coroziune a aliajului poate fi îmbunătățită în anumite circumstanțe. Rezistența la coroziune la oxidare poate fi mult îmbunătățită prin adăugarea unei anumite cantități de pământ rare.
2. Îmbunătățirea precipitațiilor și îmbunătățirea dispersiei
Faza '-Ni3(Al, Ti)) poate fi precipitată prin adăugarea unei anumite cantităţi de elemente de întărire a precipitaţiilor superaliajului pe bază de nichel în timpul îmbătrânirii, ceea ce măreşte foarte mult rezistenţa metalului. Cu toate acestea, în condiții de lucru la temperatură ridicată, precipitatele sunt ușor de agregat și de crescut, iar unele dintre ele pot fi dizolvate din nou în matrice, reducând astfel rezistența la temperatură ridicată. În ultimii ani, superaliajelor pe bază de nichel cu întărirea în dispersie a oxizilor au fost acordate mai multă atenție. Acest tip de aliaj adoptă de obicei un proces de aliere mecanică, obținând ultrafin (mai puțin de 50 nm) sub stabilitatea la temperatură ridicată a oxidului dispersat uniform într-o matrice de microstructură de aliaj zn-al Rezistența aliajului în condiția de aproape de topire aliajul punct în sine, poate menține în continuare o performanță excelentă la fluaj la temperatură înaltă rezistență superioară la oxidare la temperatură înaltă și rezistență la coroziune cu sulf de carbon. În prezent, există trei tipuri de superaliaje pe bază de nichel care au fost comercializate. Aliajul MA956 are cea mai mare rezistență la oxidare și rezistență la coroziune a carbonului și a sulfului a superaliajelor, care poate fi folosit ca căptușeală a camerei de ardere a motoarelor de aeronavă.
