3.3 superalloyIni adalah nama generik untuk kelas Ni, Co-, atau Ni-Fe- berbasis, paduan tahan panas dengan kekuatan tinggi pada suhu tinggi (sampai 1100oC). Kami fokus di sini Ni berbasis paduan super. Biasanya mengandung 15-20% Cr. 15% -20% Co, 4-10% Mo, 1-5% Al, 2-4% Ti dan 0,05-0,20% C, dan mereka memperoleh kekuatan mereka dari kehadiran dispersi halus logam tahan api atau Cr karbida komposisi M6C, M23C6, and MC , seorang berorientasi ^ 1 endapan seperti Ni3 (Al, Ti) yang koheren dengan Ni padat solusi matriks, dan tidak adanya fase merusak seperti karbida seluler dan embrittling fase . Yang terakhir adalah kompleks, tetrahedrally close-dikemas (atau Frank-Kasper) fase. Penghapusan fase di superalloy modern adalah sebuah contoh awal dari penggunaan elektron teoritis (dan, dengan melihat ke belakang, agak terlalu menyederhanakan) konsep dalam desain paduan: itu telah mencatat bahwa fase terjadi pada kisaran tertentu rata-rata Jumlah d-elektron lubang shell: paduan selanjutnya dirancang sedemikian rupa untuk menghindari hal ini rentang konsentrasi lubang dan dengan demikian untuk menghindari pembentukan fase. Metode PHACOMP yang disebutkan di atas secara khusus dirancang untuk digunakan dalam aplikasi seperti; perhitungan PHACOMP / CALPHAD semiempirical telah digunakan dalam pekerjaan pengembangan komponen paduan turbin gas yang melibatkan paduan sampai dengan 9 komponen unsur fungsional.Superalloy terus dikembangkan lebih lanjut untuk digunakan pada suhu yang semakin meningkat (Gambar 5) dalam menanggapi kebutuhan untuk mesin yang berjalan pada suhu yang lebih tinggi untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar. Tonggak dalam kemajuan teknologi superalloy dicapai dengan perkembangan teknologi pengecoran directional, yang mengarah dari sebelumnya, bilah turbin polikristalin untuk dipadatkan terarah, berbutir kolumnar, dan kemudian pisau kristal tunggal. Yang terakhir yang dibuat oleh proses seleksi butir cerdik menggunakan saluran spiral pemadatan. Dalam bahan kristal tunggal, batas butir memodifikasi aditif jelas tidak lagi diperlukan, dan perlakuan panas untuk mencapai kekuatan optimal dapat dilakukan wihout kepedulian partikulat batas butir pengkasaran yang mungkin mengasarkan detrimentally selama pengobatan.

Gambar 5 Kemajuan dalam komponen mesin pengembangan paduan suhu tinggi sebagai fungsi tanggal, yang diukur dengan suhu digunakan. Angka tersebut merupakan suhu layanan di mana kehidupan pecahnya 100 h akan diperoleh di bawah tekanan dari 138 MPa. (Ref. 34. Direproduksi dengan izin jenis Springer Science & Media Bisnis)

a) Polycrystal b) Columnar kristal c) kristal tunggalGambar 6 Kemajuan teknologi airfoil turbin dari polikristal kristal kolumnar untuk coran kristal tunggal. (Ref. 28. Direproduksi dengan izin dari McGraw-Hill)3.4 paduan titaniumDengan kepadatan dan modul elastis nilai antara orang-orang dari alumunium dan besi, ketahanan kimia yang sangat baik, (bcc) (hcp) fase transisi memungkinkan penguatan perlakuan panas yang akan dibuat, dan alloyability siap dengan logam transisi lain dan al, Ti paduan memiliki dikembangkan selama bertahun usesin kedirgantaraan dan industri kimia. Kepala sekolah saat ini digunakan dalam paduan Ti paduan - dengan 6% Al dan 4% V; bentuk yang paling umum diproduksi berikutnya murni komersial, unalloyed Ti, yang juga digunakan dalam bedah implan perkembangan .Recent termasuk paduan multikomponen seperti paduan tingkat rendah merayap - Ti-1100 (dengan 6% Al, 2,75% Sn, 4,0% Zr, 0,40% Mo, dan 0,45% Si) untuk kompresor mesin jet dan paduan beta-C usia mengeras (3% Al, 8% V, 6% Cr, 4% Mo , 4% Zr) dengan ketahanan korosi yang tinggi untuk lingkungan klorida suhu tinggi.3,5 Cemental KarbidaBahan-bahan ini sangat keras dan tahan aus hingga suhu tinggi (8000C) dan digunakan sebagai alat pemotong berkecepatan tinggi. Mereka berisi terdispersi halus (1-3 ukuran m) partikel W, Ti, atau karbida Ta (terutama WC) dalam matriks kobalt pengikat (70-97,5% karbida). Arah pengembangan lebih lanjut di sini adalah untuk memproduksi dan senyawa partikel semakin baik, misalnya, dengan menggunakan proses prekursor kimia.