Mae triniaeth wres yn broses ganolog ar gyfer superalloys, wedi'u teilwra i wella eu priodweddau mecanyddol-fel cryfder, ymwrthedd ymgripiad, gwydnwch blinder, a sefydlogrwydd microstrwythurol yn enwedig o dan amodau tymheredd uchel eithafol a straen uchel. Mae'r gweithdrefnau penodol yn amrywio ar sail cyfansoddiad yr aloi (wedi'i seilio ar nicel, wedi'i seilio ar cobalt, neu haearn) a'i gymhwysiad a fwriadwyd, ond mae technegau allweddol yn cynnwys:
Datrysiad anelio
Mae'r cam hwn yn cynnwys cynhesu'r superalloy i dymheredd uchel (gradd 900–1250 yn nodweddiadol, yn dibynnu ar yr aloi) i doddi gwaddodion rhyngmetallig (ee, 'neu garbidau) a chyflawni toddiant solet unffurf, homogenaidd. Mae oeri cyflym (quenching mewn dŵr, olew, neu aer gorfodol) yn dilyn i "rewi" y microstrwythur hwn, gan atal gwaddodi bras rhag diwygio. Mae anelio datrysiadau yn gwella hydwythedd ac yn paratoi'r aloi ar gyfer cryfhau dilynol trwy galedu dyodiad. Er enghraifft:
Mae Inconel 718 wedi'i seilio ar nicel yn cael ei ddatrys yn ~ 980 gradd i doddi "(Ni₃nb) yn gwaddodi, gan sicrhau matrics ofergoelus.
Mae Haynes 25 wedi'i seilio ar cobalt yn cael ei anelio gan doddiant ar ~ 1150 gradd i homogeneiddio ei ddosbarthiad cromiwm a thwngsten.
Heneiddio (caledu dyodiad)
Ar ôl anelio toddiannau, mae heneiddio yn cynnwys cynhesu'r aloi i dymheredd is (gradd 600-850) am gyfnodau estynedig (o oriau i ddyddiau) i gymell ffurfio gwaddodion rhyngmetallig mân, gwasgaredig yn gyfartal. Mae'r gwaddodion hyn (ee, '-ni₃ (al, Ti) mewn aloion neu lafanau nicel neu lafanau mewn rhai aloion sy'n seiliedig ar cobalt) yn gweithredu fel rhwystrau i symud dadleoli, gan gynyddu cryfder yn sylweddol. Mae llawer o superalloys yn defnyddio heneiddio aml-gam ar gyfer y canlyniadau gorau posibl:
Mae Inconel 718 yn defnyddio proses heneiddio dau gam: 720 gradd am 8 awr (wedi'i oeri â ffwrnais i 620 gradd) + 620 gradd am 8 awr, wedi'i oeri ag aer, i ffurfio gwaddodion trwchus ".
Mae René 95, aloi nicel cryfder uchel, yn 870 gradd ar gyfer gradd 1 awr + 650 am 24 awr i gydbwyso cryfder a gwrthiant ymgripiol.
Gwasgu isostatig poeth (clun)
Mae clun yn cyfuno tymheredd uchel (hyd at 1200 gradd) a gwasgedd uchel (100-200 MPa) mewn nwy anadweithiol (ee, argon) i ddileu mandylledd mewnol, crebachu gwagleoedd, a homogeneiddio microstrwythurau. Mae'n arbennig o hanfodol ar gyfer superalloys cast neu bowdr-meteleg, fel CMSX-4 (aloi un grisial wedi'i seilio ar nicel), gan wella bywyd blinder a lleihau methiannau sy'n gysylltiedig â diffyg mewn llafnau tyrbin.
Rhyddhad Straen yn anelio
Wedi'i berfformio ar ôl peiriannu, weldio, neu ffurfio, mae'r broses hon yn cynhesu'r aloi i 500–800 gradd i leddfu straen gweddilliol heb newid y microstrwythur cynradd. Mae'n atal cracio yn ystod y gwasanaeth, yn hanfodol ar gyfer cydrannau fel nozzles roced neu rannau adweithydd niwclear.
Optimeiddio maint grawn
Gall triniaethau gwres reoli maint grawn i gydbwyso priodweddau: mae grawn mân yn gwella cryfder tynnol tymheredd isel, tra bod grawn brasach yn gwella ymwrthedd ymgripiad ar dymheredd uchel. Er enghraifft:
Mae disgiau tyrbin (yn amodol ar straen cylchdro uchel) yn defnyddio superalloys graen mân (ee Udimet 720) trwy oeri rheoledig yn ystod anelio.
Mae llafnau tyrbin (sy'n agored i wres eithafol) yn aml yn defnyddio superalloys bras neu grisial un-grisial (ee PWA 1480) i wneud y mwyaf o wrthwynebiad ymgripiol.
Mae diffinio'r superalloy "cryfaf" yn gymhleth oherwydd bod cryfder yn dibynnu ar gyd -destun: tymheredd, math o straen (tynnol, ymgripiad, blinder), ac amodau amgylcheddol (cyrydiad, ocsidiad) i gyd yn chwarae. Fodd bynnag, mae sawl superallo yn sefyll allan am gryfder eithriadol mewn senarios penodol:
GRX-810
Mae superalloy wedi'i seilio ar nicel wedi'i argraffu 3D a ddatblygwyd gan NASA, GRX-810 yn arddangos cryfder a gwydnwch rhyfeddol. Mae ddwywaith mor gryf â superalloys 3D o'r radd flaenaf (ee, Inconel 718) ar dymheredd uchel (~ 1093 gradd) a dros 1,000 gwaith yn fwy gwrthsefyll ymgripiad (dadffurfiad araf o dan straen cyson). Mae ei gryfder yn deillio o ficrostrwythur unigryw o waddodion ac ocsidau nanoscale, gan ei wneud yn ddelfrydol ar gyfer cerbydau hypersonig ac injans rocedi.
René 95
Superalloy wedi'i seilio ar nicel a ddefnyddir yn helaeth mewn awyrofod, mae René 95 yn cynnig cryfder tynnol eithriadol (hyd at 1,600 MPa ar dymheredd yr ystafell) ac ymwrthedd ymgripiad ar dymheredd uchel. Mae ei gryfder yn deillio o rwydwaith trwchus o 'waddodion, gan ei wneud yn ddewis gorau ar gyfer cydrannau straen uchel fel disgiau tyrbin.
Alloy 718plus
Mae fersiwn uwch o Inconel 718, 718plus yn disodli "gwaddodion â chyfnodau 'mwy sefydlog', gan roi hwb i gryfder ar dymheredd uwch (hyd at 700 gradd). Mae'n cynnal cryfderau tynnol sy'n fwy na 1,300 MPa wrth gynnig gwell ymwrthedd ymgripiad, sy'n addas ar gyfer peiriannau tyrbin nwy y genhedlaeth nesaf.
Aloion wedi'u seilio ar cobalt (ee Haynes 188)
Er eu bod yn gyffredinol yn llai cryf nag aloion sy'n seiliedig ar nicel ar dymheredd yr ystafell, mae superalloys wedi'u seilio ar cobalt fel Haynes 188 yn rhagori mewn cryfder tymheredd uchel ac ymwrthedd ocsidiad (hyd at 1,100 gradd). Mae eu cryfder yn deillio o gryfhau datrysiad solid gan twngsten a chromiwm, gan eu gwneud yn hanfodol ar gyfer siambrau hylosgi injan jet.
GRX-810yn aml yn cael ei enwi fel y cryfaf o ran cryfder tymheredd uchel ac ymwrthedd ymgripiad, tra bod René 95 a 718plus yn dominyddu mewn cryfder tynnol tymheredd tymheredd ystafell a chymedrol-uchel. Mae'r label "cryfaf" yn y pen draw yn dibynnu ar y meini prawf perfformiad penodol sy'n ofynnol.
