AA lloyok és a szuperfémek egyaránt fémes anyagok, amelyek két vagy több elemből állnak, ám ezek jelentősen különböznek a tervezési szándékban, a teljesítmény képességekben és az alkalmazásokban. Az alábbiakban bemutatjuk megkülönböztetéseik részletes bontását:
Ötvözet: Az ötvözet két vagy több fém (vagy egy fém és nem fém) keveréke, amelyet az alapfém specifikus tulajdonságainak javítására terveztek. Például, ha a szén hozzáadása a vashoz, acélt hoz létre, amely erősebb és nehezebb, mint a tiszta vas. Az ötvözeteket az erő, a korrózióállóság vagy a mindennapi vagy ipari igényekhez (pl. Construction, autóalkatrészek, edények) általános javítására tervezték.
Szuperötvözet: A szuper- (vagy a nagy teljesítményű ötvözet) az ötvözetek speciális részhalmaza, amelynek célja a kivételes mechanikai szilárdság, a korrózióállóság és a stabilitás fenntartásaszélsőséges körülmények-Különleges magas hőmérséklet (gyakran 650 fok feletti /1200 fok), agresszív kémiai környezet vagy magas stressz. "Szuper", mert teljesítményük messze meghaladja a hagyományos ötvözetek teljesítményét ezekben az igényes forgatókönyvekben.
Ötvözet: A kompozíciók nagyon eltérőek, de jellemzően egyszerűbbek, gyakran egy vagy két kulcsfontosságú elemekkel kombinálva az alapfémet. Példák a következők:
Sárgaréz (réz + cink)
Alumínium 6061 (alumínium + magnézium + szilícium)
Rozsdamentes acél 304 (vas + króm + nikkel).
Szuperötvözet: A kompozíciók bonyolultak és pontosan megtervezettek, több ötvöző elem szinergetikusan működik. A közönséges bázisfémek közé tartozik a nikkel (NI), a kobalt (CO) vagy a vas (Fe), a következőkkel:
Króm (CR) az oxidációs rezisztenciahoz,
Molibdén (MO), volfrám (W) vagy tantalum (TA) a magas hőmérsékleten
Alumínium (AL) vagy titán (TI), hogy erősítő csapadékot képezzen (pl. 'Fázis a nikkel-alapú szuperfémekben).
Példák: Inconel 718 (Ni-Cr-Fe-NB), Hastelloy X (NI-CR-CO-MO) és René 41 (NI-CR-C-CO-MO-MO-MO-MO-TI).
Ötvözet: Megfelelő módon teljesít mérsékelt körülmények között, de szélsőséges környezetben lebomlik:
Magas hőmérséklet: A legtöbb ötvözet elveszíti az erőt (lágyul), vagy gyorsan oxidálódik a 300–400 fok felett. Például a szénacél oxidálódik (rozsda), és szignifikánsan gyengül 600 fokon.
Korrózió: Míg egyes ötvözetek (pl. Rozsdamentes acél) ellenállnak a korróziónak enyhe környezetben, agresszív körülmények között kudarcot vallnak, mint például a koncentrált savak vagy a nagy klorid oldatok.
Szuperötvözet: Rendkívüli ellenálló képességet mutat ki szélsőségek alatt:
Magas hőmérsékleti szilárdság: Fenntartja a szakítószilárdságot, a kúszás ellenállását (a lassú deformációnak a stressz alatt) és a fáradtságállóság 650–1200 fokon. Például a nikkel-alapú szuperfémek a sugárhajtású motor turbina pengékben 1000 fokon működnek, anélkül, hogy elveszítik a szerkezeti integritást.
Oxidációs/korrózióállóság: Ellenáll a forró gázok, olvadt sók, savak és tengervíz elleni támadásnak. Például a Hastelloy C276 magas hőmérsékleten ellenáll a kénsavnak, a klórnak és a tengervíznek.
Mechanikai stabilitás: Tartsa meg a tulajdonságokat ciklikus stressz (pl. A gázturbina komponensekben) vagy a nagynyomású (pl. Nukleáris reaktorok) alatt.
Ötvözet: A mikroszerkezetek gyakran egyszerűbbek, az ötvöző elemek egyenletes diszperziójával az alapfém mátrixban. A feldolgozás olyan standard módszereket foglal magában, mint az öntés, a gördülés vagy a hegesztés, minimális hőkezelés komplexitással.
Szuperötvözet: A mikroszerkezetek nagymértékben szabályozva vannak a teljesítmény optimalizálása érdekében. Például:
A nikkel-alapú szuperfémek kétfázisú struktúrát tartalmaznak: egy szilárd oldatú mátrix () és erősítő csapadék ('), amelyek rögzítik a diszlokációkat és megakadályozzák a deformációt magas hőmérsékleten.
A feldolgozás fejlett és költséges, olyan technikákat foglal magában, mint az irányított megszilárdulás (a szemcsék összehangolásához a kúszás ellenálláshoz), a por kohászat (egységes mikroszerkezetekhez) vagy komplex hőkezelések (a fázisok erősítésére).
Ötvözet: A mindennapi és középtávú ipari alkalmazásokban használják:
Építés (acélgerendák, alumínium keretek).
Autóipari (alumíniumötvözetek motorblokkokhoz, sárgaréz radiátorokhoz).
Fogyasztási cikkek (rozsdamentes acél edények, bronz ékszerek).
Szuperötvözet: Fenntartva a nagybetűkkel, extrém környezeti alkalmazásokhoz:
Repülőgép: Jet motor turbina pengék, rakéta fúvókák és hőpajzsok.
Energia: gázturbinák az energiatermeléshez, nukleáris reaktor alkatrészek.
Kémiai feldolgozás: reaktorok és csövek, amelyek magas hőmérsékleten korrozív folyadékokat kezelnek.
Tengeri: meghajtó rendszerek sósvízi vagy tengeri fúróberendezésekben.
Ötvözet: Általában olcsó és széles körben kapható, mivel közös elemeket (vas, alumínium, réz) és egyszerű feldolgozást használnak.
Szuperötvözet: Drága a ritka ötvöző elemek (pl. Tantalum, rénium) és a komplex gyártás miatt. Ezeket korlátozott mennyiségben állítják elő a speciális iparágak számára.
Lényegében az összes szuperfém ötvözet, de nem minden ötvözet szuperfémek. A szuperötvözetek egy prémium részhalmaz, amelynek célja a szélsőséges körülmények között, a magas hőmérsékleten, a korrózióban és a stressz kompozíciókkal, a pontos mikroszerkezetekkel és a fejlett feldolgozással. Az ötvözetek ezzel szemben szélesebb körű, kevésbé igényes alkalmazásokat szolgálnak ki, egyszerűbb tervekkel és alacsonyabb költségekkel.
