مقدمه :

سوپر آلیاژها از جمله آلیاژهای پیچیده ازنظر ترکیب شیمیایی هستند که تاکنون توسعه‌یافته‌اند. این آلیاژها شامل تعداد زیادی از عناصر آلیاژی می­باشند که فازهایی با اثرات مکانیکی مهم را تولید می­کنند. در حال حاضر برای سوپر آلیاژها تعریف دقیق و مشخصی ارائه نشده است، اما بر اساس یک تعریف پذیرفته‌شده‌ی عمومی، سوپر آلیاژ را می­توان یک آلیاژ بر پایه عناصر گروه هشتم جدول تناوبی (نیکل، کبالت یا آهن با درصد بالای نیکل) عنوان نمود که عناصر آلیاژی متعددی به آن اضافه شده است. عموماً سوپرآلیاژهای مقاوم در برابر حرارت به سه دسته کلی پایه نیکل، پایه آهن-نیکل و پایه کبالت که معمولاً در دماهای بالای 500 درجه سانتی‌گراد کاربرد داشته و مورداستفاده واقع می­گردند، تقسیم‌بندی می­شوند. این آلیاژها با تلفیقی از خواصی چون استحکام، مقاومت خزشی، مقاومت خستگی و مقاومت به خوردگی داغ و اکسیداسیون، توانایی کار در دماهای بالا برای زمان‌های طولانی را دارند. کاربرد اصلی سوپر آلیاژها به‌عنوان ایرفویل­ها در بخش داغ موتورهای توربین گازی محور توسعه آن­ها بوده است. علاوه بر این، سوپر آلیاژها در سایر کاربردها همچون قطعات موشک، راکتورهای هسته­ای، کوره­های صنعتی، مبدل­های حرارتی، تجهیزات پتروشیمی، تجهیزات تولید نفت خام، موتورهای توربوشارژ خودرو، و تجهیزات پزشکی نیز موفق بوده­اند.

سوپرآلیاژهای پایه نیکل دسته مهم و بزرگی از سوپر آلیاژها به شمار می­آیند که برای کاربردهای خاص در دماهای بالا طراحی‌شده و به دودسته آلیاژهای کارپذیر و آلیاژهای ریختگی تقسیم­بندی می­شوند. سوپرآلیاژهای پایه نیکل در بین تمامی سوپرآلیاژهای کارشده و ریختگی به بالاترین سطح ترکیب دما/استحکام دست‌یافته‌اند که درنتیجه، این آلیاژها را برای بیش­تر کاربردهای سخت همچون ساخت تیغه­های توربین، ایده­آل و مناسب ساخته است. خواص دما بالای سوپر آلیاژهای پایه نیکل به‌واسطه مکانیزم­های استحکام‌بخشی از طریق محلول جامد، رسوب سختی و یا هر دو صورت می­پذیرد. یکی از مهم­ترین آلیاژها در بین سوپر آلیاژهای پایه نیکل، سوپر آلیاژهای خانواده Udimet می­باشند، که هم به‌صورت ریختگی و هم به‌صورت کارشده به‌صورت گسترده در صنایع مختلف همچون هوافضا، نیروگاهی، پالایشگاهی، سیستم­های حمل‌ونقل و ... مورداستفاده قرار می­گیرند. استحکام‌بخشی سوپر آلیاژهای خانواده Udimet، هم از طریق مکانیزم محلول جامد و هم از طریق رسوب سختی فراهم می­گردد. با توجه به تجربیات حاصله در چند دهه اخیر امکان فرآوری و تولید سوپر آلیاژهای خانواده یودیمت به صور شمش در این مرکز مقدور می­باشد.

   

نمونه کاربردهای سوپر آلیاژهای پایه نیکل.

ترکیب شیمیایی سوپر آلیاژهای خانواده UDIMET

ترکیب شیمیایی گریدهای مختلف سوپر آلیاژ پایه نیکل Udimet در جدول زیر ارائه‌شده است.

Fe	C	Zr	B	Nb	Al	Ti	W	Mo	Co	Cr	Ni	Alloy
-	0.06	0.06	0.008	0.5	1.5	2.5	-	4	14	17.5	Bal.	Udimet 400
4	-	-	0.01	-	2.9	3.9	-	4	16.5	17.5	Bal.	Udimet 500
-	0.02-0.06	-	0.004-0.01	-	1.8-2.3	2.9-3.25	0.8-1.2	5.5-7	11-14	18-20	Bal.	Udimet 520
18	0.04	-	0.004	6.5	0.7	1	3	3	-	17	Bal.	Udimet 630
<1-	0.07	-	0.03	-	4.3	3.4	-	5	18.5	15	Bal.	Udimet 700
-	0.07	-	0.01	-	2.5	5	1.5	3	14.8	18	Bal.	Udimet 710
-	0.01-0.02	0.025-0.05	0.01-0.02	-	2.25-2.75	4.75-5.25	1-1.5	2.75-3.25	14-15.5	15.5-16.5	Bal.	Udimet 720