SÜPERALA IMLAR. Yüksek sıcaklık dayanımı

Transkript

1 SÜPERALA IMLAR

2 SÜPERALA IMLAR Nikel ve Kobalt alaşımları: Korozyon dayanımı ve yüksek sıcaklık dayanımı için kullanılırlar. Yüksek ergime sıcaklığına ve dayanıma sahiptirler.. Süperalaşımlar: Nikel bazlı Demir-nikel bazlı (Nikel bazlı olanlardan daha ucuz) Kobalt bazlı alaşımlardır. Oldukça yüksek; Yüksek sıcaklık dayanımı Sürünme dayanımı, Korozyon dayanımları vardır. Kullanım alanları; Türbün bıçakları

3 SÜPERALA IMLAR Yüksek sıcaklık dayanımı Ergime sıcaklıkları Ni-Co-Fe

4 YÜKSEK SICAKLIK DAYANIMI

5 NİKEL BAZLI SÜPER ALA IMLAR Bazı nikel bazlı süperalaşımların kompozisyonları

6 NİKEL BAZLI SÜPER ALA IMLAR Nikel bazlı bazı süperalaşımların çekme dayanımlarının sıcaklığa bağlı değişimi Çekme Dayanımı (MPa) Sıcaklık ( o C)

7 NİKEL BAZLI SÜPERALA IMLAR Mo ve W ile katı eriyik mukavetlenmesi, Co eklenmesi diğer atomların çözünürlüğünü azaltır ve böylece çökeleklerin oluşmasını sağlar. Al ve Ti YMK yapıda Ni 3 Al ve Ni 3 Ti oluşumunu sağlar. Tane sınırlarında karbür çökelmesi tane sınırlarının hareketini (sürünme) yavaşlatır. Düşük oranlarda B ve Zr eklenmesi sonucu bu atomlar tane sınırlarına yerleşir ve tane sınırlarının hareketini yavaşlatır.

8 MİKROYAPI Matris: γ (YMK) fazı (Östenit) Çökelekler: γ (YMK) fazı (Ni 3 Al, Ni 3 Ti) M 23 C 6 ve MC tipi karbürler. Ni 3 Al (γ )

9 MİKROYAPI % C eklenmesi ile tanelerin içinde ve tane sınırlarında karbürlerin oluşmasını sağlar. Tane sınırlarındaki karbürler tanelerin hareketini yavaşlatır/durdurur. Böylece yüksek sıcaklık sürünme dayanımını artar. Eğer bu karbürler tane sınırlarında sürekli bir zincir oluştururlarsa alaşımın darbe tokluğu düşük olur. Bu yüzden tane sınırlarında süreksiz bir karbür zinciri optimum sonuç verir.

10 TARİHSEL GELİ İM 14MPa basınç altında 100 saat dayanma sıcklığı Yıllar

11 Nİ BAZLI SÜPERALA IMLAR Al+Ti içeriğinin Ni-bazlı süperlaşımların 870 o C deki dayanımlarına etkisi. 100 saatlik dayanım stresi (MPa) Al+Ti içeriği (%ağ)

12 Nİ-FE BAZLI SÜPERALA IMLAR Daha ucuz olduğu için nikel yerine bir miktar demir kullanılır. Ancak demir kullanılması nikel bazlı süperlaşımlar kadar yüksek sıcaklıklarda kullanılabilinmesini engeller( C) Kompozisyon: %Ni %Fe %Cr oksitlenme dayanımı 1-6 %Mo katı eriyik mukavemetlenmesi %C Matris: YMK (Östenit) Katı eriyik mukavemetlenmesi artıran elementler:cr, Mo, Ti, Al, Nb Çökelme dayanımı ile dayanımı artıran elementler: Ti, Al, Nb,Ta. Bu elementler Ni 3 Ti, Ni 3 Al ve Ni 3 Nb (YMK) γ fazını oluştururlar.

13 KOBALT BAZLI SÜPERALA IMLAR Tipik kompozisyon: %Co %Cr 5-10 %W %C Dayanımın artırılması: Katı eriyik mukavemetlenmesi Karbür çökelmesi γ fazı çökelmediği için dayanımı daha düşüktür.

14 MİKROYAPI Polikristal Yönlenmiş kristaller Tek kristal

15 TÜRBÜN BIÇAKLARI

16 TİTANYUM ALA IMLARI

17 TİTANYUM ALA IMLARI Avantajları: Düşük yoğunluk (4.5 g/cm 3 ) Yüksek ergime sıcaklığı (1668 C) ve yüksek elastic modül (107 GPa) Yüksek dayanım: 1400 MPa (oda sıcaklığında), Yüksek süneklik ve kolay şekilverilebilme. Yüksek korozyon dayanımı Dezavantajları ve kısıtlamaları: Yüksek sıcaklıkta oksitlenme problemi(>535 o C) ve diğer malzemelerle reaksiyona girme eğilimi. Yüksek maliyet Uygulama alanları: uçak gövdesi, uzay araçları, petrol,kimya endüstrileri ve denizcilik uygulamaları. Biyomalzeme

18 TİTANYUM ALA IMLARI Ti-Sn Ti-Al Ti-Mo Ti-Mn

19

20 TİTANYUM ALA IMLARI

21 TİTANYUM ALA IMLARI Isıl işlem Yavaş soğutma α β Hızlı soğutma β α

22 TİTANYUM ALA IMLARI-kontrol et Isıl işlem α β

23 MALİYET

24 REFRAKTER VE DEĞERLİ METALLER Refrakter metals tungsten, molybdenum, tantalum, niobium ve rutenyum Yüksek ergime sıcaklıklarına sahipler Yüksek sıcaklık uygulamaları Uygulama alanları: Ampüller Roket nozül, Nükleer güç üniteleri Kimyasal proses ekipmanları Değerli Metaller Altın,gümüş,paladyum,platin ve rodyum Korozyona dayanıklı yüksek elektrik iletkenliklerine sahipler.

25