Un enghraifft amlwg o superalloy ywInconel 718. Superalloy wedi'i seilio ar nicel, mae'n cynnwys oddeutu 52-55% nicel, cromiwm 17–21%, 4.75-5.5% niobium, 2.8–3.3% molybdenwm, a symiau bach o haearn, titaniwm ac alwminiwm. Mae Inconel 718 yn cael ei ddathlu am ei gryfder eithriadol ar draws amrediad tymheredd eang-o amodau cryogenig hyd at 650 gradd (1,200 gradd F)-ac ymwrthedd i ymgripiad (dadffurfiad araf o dan straen parhaus) a chyrydiad. Fe'i defnyddir yn helaeth mewn cymwysiadau awyrofod, megis disgiau tyrbin nwy, llafnau, a chydrannau injan roced, yn ogystal ag mewn offer drilio olew a nwy ac adweithyddion niwclear.
Mae superalloys yn cael eu categoreiddio yn ôl eu elfen sylfaenol, gydag aloion wedi'u seilio ar nicel, wedi'u seilio ar cobalt, a haearn yw'r rhai mwyaf cyffredin. Dyma'r mathau a'r enghreifftiau allweddol:
Superalloys sy'n seiliedig ar nicel: Y categori mwyaf a mwyaf amlbwrpas, wedi'i werthfawrogi ar gyfer cryfder tymheredd uchel ac ymwrthedd ocsidiad.
Cyfres Inconel(ee, Inconel 600, 625, 718): Fe'i defnyddir mewn awyrofod, prosesu cemegol, a diwydiannau niwclear.
Cyfres Hastelloy(ee, Hastelloy C-276): Yn adnabyddus am wrthwynebiad cyrydiad eithafol mewn asidau a chemegau llym.
Waspaloy: A ddefnyddir mewn peiriannau tyrbin nwy ar gyfer ei wrthwynebiad ymgripiol ar 815 gradd (1,500 gradd F).
Superalloys wedi'u seilio ar cobalt: Excel mewn ocsidiad tymheredd uchel a gwrthiant gwisgo, er eu bod yn ddrytach.
Cyfres Stellite(ee, stellite 6): Fe'i defnyddir mewn offer torri, seddi falf, a llafnau tyrbin.
Haynes 188: Gwrthsefyll ocsidiad hyd at 1,100 gradd (2,012 gradd F), a ddefnyddir mewn rhannau ffotace ac awyrofod.
Superalloys sy'n seiliedig ar haearn: Dewisiadau amgen cost is gyda pherfformiad tymheredd uchel cymedrol, yn aml yn cynnwys nicel a chromiwm.
Aloi 800/800h: Fe'i defnyddir mewn cyfnewidwyr gwres a ffwrneisi diwydiannol.
A-286: Alloy wedi'i galedu dyodiad ar gyfer caewyr awyrofod a chydrannau tyrbin.
Mae superalloys nicel yn arddangos cryfder eithriadol, yn enwedig ar dymheredd uchel, sef eu nodwedd ddiffiniol. Mae eu cryfder yn cael ei fesur yn ôl priodweddau fel cryfder tynnol, cryfder cynnyrch, ac ymwrthedd ymgripiad:
Cryfder tynnol: Ar dymheredd yr ystafell, mae superalloys nicel fel arfer yn amrywio o 800 MPa i dros 1,600 MPa (116,000–232,000 psi). Er enghraifft:
Inconel 625: ~ 1,034 MPa (150,000 psi) ar dymheredd yr ystafell.
Inconel 718: ~ 1,240 MPa (180,000 psi) wrth drin gwres.
Cryfder tymheredd uchel: Yn wahanol i'r mwyafrif o fetelau, mae eu cryfder yn parhau i fod yn uchel ar dymheredd eithafol. Er enghraifft:
Mae Inconel 718 yn cadw ~ 60% o'i gryfder tynnol tymheredd ystafell ar 650 gradd (1,200 gradd F).
Mae Waspaloy yn cynnal cryfder defnyddiol hyd at 815 gradd (1,500 gradd F), gan ei gwneud yn addas ar gyfer llafnau tyrbin.
Gwrthiant ymgripiol: Maent yn gwrthsefyll dadffurfiad parhaol o dan straen tymor hir ar dymheredd uchel. Er enghraifft, gall Inconel 617 wrthsefyll 100,000 awr o straen ar 850 gradd (1,562 gradd F) heb ymgripiad sylweddol.
Mae'r eiddo hyn yn codi o'u microstrwythur, gan gynnwys cryfhau datrysiad solid (trwy elfennau fel cromiwm a molybdenwm) a chaledu dyodiad (trwy gyfnodau gama-prime neu gama-dwbl-prime, ee, gronynnau cyfoethog o niobium yn Inconel 718).
Mae superalloys nicel yn hollbwysig mewn diwydiannau sy'n gofyn am ddeunyddiau i berfformio o dan dymheredd eithafol, cyrydiad neu straen mecanyddol amodau eithafol. Ymhlith y ceisiadau allweddol mae:
Awyrofod a Hedfan:
Peiriannau Tyrbinau Nwy: Llafnau Tyrbinau, Disgiau, Siambrau Hylosgi, a Systemau Gwacáu (ee Inconel 718 ar gyfer disgiau tyrbin, Waspaloy ar gyfer llafnau).
Peiriannau roced: Cydrannau sy'n agored i wres uchel a hylosgi cemegol (ee, Hastelloy ar gyfer gyddfau ffroenell).
Cynhyrchu Ynni:
Tyrbinau nwy a stêm mewn gweithfeydd pŵer: rhannau fel rotorau tyrbin a chyfnewidwyr gwres (ee, aloi 600 ar gyfer casinau tyrbinau stêm).
Adweithyddion niwclear: cladin tanwydd, cyfnewidwyr gwres, a chydrannau strwythurol (ee Inconel 690, sy'n gwrthsefyll ymbelydredd a chyrydiad).
Prosesu Cemegol:
Adweithyddion, pibellau, a falfiau sy'n trin cemegolion cyrydol (ee, Hastelloy C-276 ar gyfer amgylcheddau asid sylffwrig neu glorin).
Morol ac ar y môr:
Offer Olew a Nwy Subsea: Falfiau, Pympiau, ac Offer Drilio sy'n Gwrthsefyll Cyrydiad Dŵr y Môr (EG, Inconel 625).
Modurol (perfformiad uchel):
Turbochargers a systemau gwacáu mewn cerbydau rasio neu ddyletswydd trwm (ee, inconel 625 ar gyfer gwydnwch o dan dymheredd gwacáu uchel).
Dyfeisiau Meddygol:
Mewnblaniadau (ee, cydrannau orthopedig) oherwydd biocompatibility ac ymwrthedd i hylifau corfforol (mae rhai superalloys nicel, er bod alergedd nicel yn ymwneud â therfynau'r defnydd mewn rhai achosion).
Mae eu cyfuniad unigryw o gryfder, ymwrthedd cyrydiad, a sefydlogrwydd thermol yn eu gwneud yn anadferadwy yn y cymwysiadau uchel hyn.
