• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nadstopy

    Przeczytaj także...
    Nikiel (Ni, łac. niccolum) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Został odkryty w roku 1751 przez szwedzkiego chemika, Axela Cronstedta. W 1804 r. otrzymano go po raz pierwszy w stanie czystym. Przed naszą erą był używany w stopach z miedzią i cynkiem.Utlenianie – reakcja chemiczna, w której atom przechodzi z niższego na wyższy stopień utlenienia (co jest równoważne z oddaniem elektronów).
    Żelazo (Fe, łac. ferrum) – metal z VIII grupy pobocznej o dużym znaczeniu gospodarczym, znane od czasów starożytnych.

    Nadstopy (superstopy, superstopy żaroodporne) – grupa materiałów na bazie żelaza, niklu i kobaltu, cechujących się wysoką żaroodpornością, wytrzymałością i odpornością na pełzanie w wysokich temperaturach, dobrą stabilnością powierzchniową i odpornością na korozję i utlenianie. Nadstopy mają zazwyczaj austenityczną strukturę krystaliczną fcc. Rozwój nadstopów polegał głównie na chemicznych i procesowych innowacjach, a jego główną siłą napędową był i jest nadal przemysł lotniczy i energetyczny. Typowe zastosowanie to np. łopatki turbinowe dla wysokotemperaturowych części silników odrzutowych i turbin gazowych.

    Sprawność – skalarna bezwymiarowa wielkość fizyczna określająca w jakim stopniu urządzenie, organizm lub proces przekształca energię występującą w jednej postaci w energię w innej postaci, stosunek wartości wielkości wydawanej przez układ do wartości tej samej wielkości dostarczanej do tego samego układu.Korozja metali (łac. corrosio - zżeranie) – procesy stopniowego niszczenia (korozji) struktury metalu w wyniku jego chemicznych reakcji ze składnikami otoczenia lub procesów elektrochemicznych. W wielu przypadkach kierunek przemian i ich szybkość zależą również od czynników fizycznych (np. naprężenia w elementach obciążonej konstrukcji, zewnętrzne pole elektryczne, promieniowanie) lub mikrobiologicznych.
    Łopatka turbiny parowej
    Łopatka turbiny gazowej

    Zastosowanie[ | edytuj kod]

    Przykładem nadstopów są Hastelloy, Inconel, np. IN100, IN600, IN713, Waspaloy, Rene alloys, np. Rene 41, Rene 80, Rene 95, Rene N5, Haynes alloys, Incoloy, MP98T, stopy TMS.

    Spawanie elektronowe, właściwie spawanie wiązką elektronową - rodzaj techniki spawania metali, polegające na nagrzewaniu miejsca łączenia przy pomocy wiązki elektronowej. Do spawania tą techniką służy spawarka elektronowa, w której źródłem elektronów jest działo elektronowe. Elektrony są przyspieszane napięciem rzędu dziesiątków kV. Charakterystycznymi cechami spawania elektronowego jest to, że spawanie odbywa się najczęściej w środowisku próżni rzędu 10 Tr a także to, że spoina tworzy się przez stopienie brzegów łączonych detali.Żaroodporność - zdolność materiału do przeciwstawienia się korozji gazowej w podwyższonych temperaturach. W celu zwiększenia żaroodporności stali stosuje się dodatki stopowe takie jak: chrom, krzem i aluminium.

    Nadstopy są powszechnie używane w tych częściach turbin gazowych, które są narażone na wysokie temperatury i gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość, doskonała wysokotemperaturowa odporność na pełzanie, zmęczenie, stabilność fazowa i odporność na korozję i utlenianie.

    Superstopy uzyskują wytrzymałość wysokotemperaturową dzięki wzmocnieniu roztworowemu. Najważniejszym mechanizmem wzmacniania jest wtórne wytrącanie się faz, przez które otrzymuje się fazy γ' oraz węgliki. Odporność na utlenianie i korozję otrzymuje się poprzez proces TBC (thermal barier coating), który polega na utlenieniu powierzchniowej warstwy, chroniącej przed dalszym utlenianiem materiału. Odporność tę otrzymuje się poprzez zastosowanie w stopie dodatku aluminium lub chromu. Dzięki tym zabiegom w wysokociśnieniowych turbinach gazowych chłodzone powietrzem łopatki potrafią wytrzymać temperaturę o 200 °C większą niż wynosi ich temperatura topnienia.

    Korozja (łac. corrosio – zżeranie) – procesy stopniowego niszczenia materiałów, zachodzące między ich powierzchnią i otaczającym środowiskiem. Zależnie od rodzaju materiału dominujące procesy mają charakter reakcji chemicznych, procesów elektrochemicznych, mikrobiologicznych lub fizycznych (np. topnienie i inne przemiany fazowe, uszkodzenia przez promieniowanie).Aluminium – glin o czystości technicznej, zawierający różne ilości zanieczyszczeń, zależnie od metody otrzymywania. W wyniku rafinacji elektrolitycznej otrzymuje się aluminium zawierające 99,95–99,955% Al. Aluminium hutnicze, otrzymywane przez elektrolizę tlenku glinu w stopionym kriolicie, zawiera 99,0–99,8% Al.

    Temperatura na wlocie do turbiny (TIT), która jest bezpośrednim parametrem kontrolującym efektywność turbiny gazowej zależy od możliwości temperaturowej łopatek na pierwszym stopniu turbiny wysokoprężnej. Elementy są wykonane ze stopów opartych na niklu. Turbosprężarki również zawierają w swoich częściach superstopy, które są montowane do stalowych wałów za pomocą spawania elektronowego. Do częściej spotykanych nadstopów w tym zastosowaniu należą Inconel 713 i Mar-M 247. Ten drugi jest szczególnie przydatny dla silników spalinowych, ponieważ zmniejsza zapotrzebowanie na wzbogacanie mieszanki paliwowej przy dużych obciążeniach, co poprawia sprawność silnika.

    Węgliki − nieorganiczne związki chemiczne zawierające w swojej budowie wyłącznie atom metalu lub półmetalu i węgla.Turbina gazowa (nazywana także turbiną spalinową lub silnikiem turbospalinowym) - silnik cieplny, który energię napędową pobiera z przepływających spalin lub innego gazu roboczego, zwanego czynnikiem termodynamicznym lub roboczym. Określenie "turbina gazowa" odnosi się do maszyny składającej się ze sprężarki i turbiny (połączonych zwykle wspólnym wałem), oraz komory spalania umieszczonej pomiędzy nimi.

    Materiały te są również używane jako zamiennik stali nierdzewnej w zastosowaniu w środowisku kwasowym i słonowodnym. Ponadto stosowane są w wielu innych gałęziach przemysłu, np. w przemyśle zbrojeniowym, jądrowym, samochodowym i chemicznym.

    Zobacz też[ | edytuj kod]

  • Stopy TiAl
  • Bibliografia[ | edytuj kod]

  • Matthew J. Donachie, Stephen J. Donachie: SUPERALLOYS A Technical Guide Second Edition. USA: ASM International, 2002.
  • Levitin, Valim: High Temperature Strain of Metals and Alloys: Physical Fundamentals.. WILEY-VCH. ISBN 978-3-527-31338-9.
  • Linki zewnętrzne[ | edytuj kod]

  • Extensive resource on Superalloys, Cambridge University
  • TMS - Superalloys: A Primer and History
  • Układ regularny (sześcienny) - układ krystalograficzny, w którym wszystkie trzy osie mają jednakową długość i są w stosunku do siebie prostopadłe.Stopy TiAl – to międzymetaliczne stopy (intermetale) tytanu z glinem przeznaczone do pracy w podwyższonych temperaturach (500-800 °C). Charakteryzują się niewielką gęstością, są żaroodporne i żarowytrzymałe.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Hastelloy - rodzaj stopu niklu z molibdenem - 9%, który zawiera jako dodatki stopowe chrom - 17-21%,nikiel - 50-55%, wolfram, krzem, kobalt - do 1% oraz żelazo - reszta. Stop ten charakteryzuje się wysoką żaroodpornością, znaczną odpornością na korozję oraz w niektórych odmianach dużą żarowytrzymałością. Hastelloy znalazł zastosowanie w produkcji aparatury chemicznej, części maszyn, pomp, zaworów, niektórych części silników odrzutowych oraz turbin gazowych.
    Pełzanie – powolna zmiana kształtu materiału (odkształcenie) wskutek działania stałych, długotrwałych obciążeń, mniejszych od granicy sprężystości materiału. Pełzanie przebiega znacznie szybciej w wysokich temperaturach, np. w przypadku rurociągów, w których znajduje się gorący czynnik pod ciśnieniem, czy elementów turbin gazowych obciążonych statycznie, ale pracujących w wysokich temperaturach.
    Stal nierdzewna, nierdzewka, INOX (fr. inoxydable – "nieutleniający się") – grupa stali o specjalnych właściwościach fizykochemicznych, odpornych na korozję ze strony np.: czynników atmosferycznych (korozja gazowa), rozcieńczonych kwasów, roztworów alkalicznych (korozja w cieczach).
    Chrom (Cr, łac. chromium) – pierwiastek chemiczny, metal przejściowy z bloku d układu okresowego. Ma 13 izotopów, od Cr do Cr, z czego trwałe są izotopy 50, 52, 53 i 54. Został odkryty w roku 1797 przez Louisa Nicolasa Vauqellina.
    Austenit – składnik strukturalny stopów żelazo-węgiel, roztwór stały jednego lub więcej pierwiastków w Feγ. Jego nazwa pochodzi od nazwiska angielskiego metalurga Williama Ch. Robertsa-Austena (1843–1902).

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.024 sek.