Четыре ключевых класса суперсплавов и их промышленные применения

Четыре ключевых класса суперсплавов и их промышленные применения

Суперсплавы сочетают исключительную прочность, твердость, коррозионную стойкость и термическую стабильность с отличной обрабатываемостью. Эти атрибуты делают их незаменимыми в авиации, аэрокосмике, автомобилестроении, медицине, химии, нефтехимии и высокотемпературных секторах. Ниже мы детально описываем четыре наиболее широко используемых семейства суперсплавов, их основные составы и отрасли, полагающиеся на них.

1. Титановые сплавы

Разработанные Джеймсом А. Дэвидсоном и коллегами, эти сплавы содержат 5–11 % молибдена, 6–15 % гафния и 2–3 % одного или нескольких из титана, хрома или кремния, со следовыми количествами кислорода, азота, водорода и углерода. Остаток — титан.

Ключевые атрибуты включают высокую прочность, высокую твердость, низкий модуль упругости и превосходную коррозионную стойкость. Добавление молибдена снижает модуль упругости — 6 % молибдена приблизительно эквивалентно 16 % ниобия — и образует защитную молибден-оксидную пленку, повышающую стойкость к низко-pH средам.

Применения

Эти сплавы превосходят в медицинских приборах — стоматологических имплантах, внутрикостных имплантах, сердечных клапанах, искусственных сердцах, устройствах желудочной мышцы и костных зажимах — и в немедицинских областях, таких как нефтебуровое оборудование, гольф-клубы и высокопроизводительные крепежи.

2. Никелевые сплавы

Никелевые суперсплавы наиболее распространены в высокопроизводительных применениях. Молибден (20–25 %) заметно улучшает коррозионную стойкость к кислотам, таким как уксусная, соляная и фосфорная, а также повышает термическую стабильность.

Последние высокомолибденовые, низкомедные варианты Haynes International предлагают превосходную прочность, твердость и коррозионную стойкость, делая их идеальными для химического процесса оборудования, трубопроводов и производства клапанов.

3. Железные сплавы

Типичные составы включают 6–10 % молибдена. Эти сплавы доставляют высокую коррозионную стойкость, прочность и твердость при повышенных температурах и широко приняты в автомобилестроении, морском деле и обороне.

4. Молибденовые сплавы

С высоким содержанием молибдена эти сплавы сохраняют прочность и механическую стабильность под экстремальными температурами. Они применяются в высокотемпературных нагревательных элементах, радиационной экранировке, вращающихся рентгеновских катодах, электродах стеклоплавящих печей, высокотемпературных пружинах, армирующих волокнах, баллистических трубках и других.

Заключение

Надеемся, этот обзор прояснит основные семейства суперсплавов и их промышленную релевантность. Для более глубоких знаний о рефрактарных металлах посетите Advanced Refractory Metals (ARM).

ARM, штаб-квартира в Лейк-Форест, Калифорния, — ведущий глобальный поставщик высококачественных рефрактарных металлов — включая вольфрам, молибден, тантал, рений, титан и цирконий — по конкурентоспособным ценам.