INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TIJUANADEPARTAMENTO DE INGENIERIA INDUSTRIAL

MATERIALES AVANZADOSSERIE: MFC-1302 IN6E3.

SUPERALEACIONESINTEGRANTES    

NOMBRE No. Control NOMBRE No. Control

Cervantes Leyva Edith 12210574 Delgado Armenta Marcos

12210534

Mondaca Corral Jazmín Karolina

11440303 Rodríguez Juárez Diego

11211396

Morquecho Reyes Jorge Eduardo

12210471 Sanchez Cabrera Erick Israel

11211323

Qué es una súper-aleación?•Las superaleaciones, o aleación de alto rendimiento, es una aleación que presenta una excelente resistencia mecánica y resistencia a la fluencia a altas temperaturas, buena estabilidad de la superficie, y la corrosión y resistencia a la oxidación.

CARACTERISTICASEn general, las superaleaciones tienen:

Buena resistencia a la corrosión Buena resistencia a la fatiga mecánica y térmica, Buena resistencia al impacto mecánico y térmico, Buena resistencia a la termo fluencia y a la erosión a temperaturas elevadas.

• Las superaleaciones desarrollan la fuerza de alta temperatura mediante el fortalecimiento de solución sólida.

• La oxidación y la resistencia a la corrosión es proporcionada por la formación de una capa de óxido que se forma cuando el material está expuesto al oxígeno y encapsula el material, y así proteger el resto de los componentes.

• La oxidación o la resistencia a la corrosión es porporcionada por elementos tales como aluminio y cromo.

APLICACIONESLas superaleaciones se aplican principalmente en :

Motores a reacción En turbinas de gas Motores reciprocantes Motores de cohetes Herramentales y matrices para trabajo en caliente de los metales

Así como en las industrias:NuclearQuímica Petroquímica.Aeroespacial

• En general, las superaleaciones se identifican mediante nombres comerciales o con sistemas especiales de numeración, y se encuentran disponibles en varias formas.

• La mayoría de las superaleaciones tienen una temperatura máxima de servicio de alrededor de 1000 ºC (1800 ºF) en aplicaciones estructurales. Las temperaturas pueden llegar a 1200 ºC (2200 ºF) para componentes de rodamientos sin carga.

Existen superaleaciones de:

Base hierro.

Base cobalto

Base níquel.

SUPER ALEACIONES A BASE DE HIERRO

• Las superaleaciones de base hierro generalmente contienen de 32% a 67% de Fe, de 15% a 22% de Cr y de 9% a 38% de Ni. Las aleaciones comunes en este grupo son la serie Incoloy.

Incoloy• Incoloy es una marca registrada usada como prefijo a varias

aleaciones de metales resistentes a altas temperaturas y corrosión, producidas por Special Metals Corporation. Estos Incoloy o súper-aleaciones están hechas con base de níquel, y tienen características que incluyen gran resistencia a la corrosión en ambientes acuosos, excelente fuerza y resistencia a la oxidación en altas temperaturas, y facilidad para hacer fabricaciones.

LAS SUPER-ALEACIONES DE BASE COBALTO

• Las super-aleaciones de base cobalto por lo general contienen de 35% a 65% de Co, de 19% a 30% de Cr y hasta 35% de Ni. No son tan fuertes como las super-aleaciones de base níquel, pero mantienen su resistencia a mayores temperaturas.

LAS SUPER-ALEACIONES DE BASE NÍQUEL

• Las super-aleaciones de base níquel son las más comunes y se encuentran disponibles en una amplia variedad de composiciones. La proporción de níquel es de 38% a 76%. También contienen hasta 27% de Cr y 20% de Co. Las aleaciones comunes en este grupo son las series del Hastelloy, Inconel, Nimonic, René, Udimet, Astroloy y Waspaloy.

HASTELLOY• Hastelloy es una marca registrada, y este nombre es usado como prefijo para más de veinte aleaciones diferentes, altamente resistentes a la corrosión.

• Es producida por Haynes International, Inc. Estas súper-aleaciones o aleaciones de alto funcionamiento desarrolladas por Haynes International, están hechas con base de níquel

Sus características incluyenGran resistencia al ataque uniformeResistencia localizada a la corrosión y oxidaciónResistencia al rompimiento por corrosión Facilidad para soldar y hacer fabricaciones

Características del Hastelloy

• Alta resistencia al ataque uniforme.

• Muy buena resistencia a la corrosión localizada.

• Excelente resistencia al rompimiento por tensión causado por la corrosión.

• Buena resistencia a ácidos corrosivos como; acido sulfúrico, nítrico, clorhídrico, hidroclórico y crómico.

• Facilidad para soldar y hacer fabricaciones.

• Alta resistencia a la oxidación en altas temperaturas.

• ¿En qué aplicaciones puede ser usado Hastelloy?• Industria de procesamiento químico• Industria aeroespacial• Farmacéutica• Producción de petróleo y gas.• Partes expuestas a la alta tensión mecánica y al agua de mar.• Partes que están expuestas a gases de combustión o plantas de desulfurización de gas.

http://www.megamex.com/span/hastelloy.htm

Inconel• Inconel es una marca registrada usada como prefijo para más de veinte diferentes aleaciones de metales resistentes a altas temperaturas y corrosión.

• Es producido por Special Metals Corporation.

• A menudo se puede referir al Inconel como “Inco”.

Características del Inconel:• Muy buena resistencia a ácidos como el sulfúrico, fosfórico, nítrico, e hidroclorhídrico.

• Casi completamente libre de agrietamiento producido por tensión de corrosión inducida por el cloruro.

• Excelentes propiedades mecánicas tanto en temperatura extremas bajas como en temperaturas extremas altas.

• Buena resistencia a picaduras, grietas por corrosión y corrosión intercristalina.

• Alta resistencia a la oxidación en altas temperaturas.

• ¿En qué aplicaciones puede ser usado el Inconel?• Procesos químicos y petroquímicos.• Partes expuestas a alta tensión mecánica y al agua de mar.

• Chimeneas en plataformas marinas.• Turbinas de gas, motores de cohetes, partes espaciales.

• Equipos para control de polución.• Reactores nucleares.

http://www.megamex.com/span/inconel.htm

Información Interesante de InconelLa aviación norteamericana construyó el cascaron del avión X-15 de un Inconel conocido como Inconel HX

3.2 Diagramas de equilibrio, microestructura y cristalografía.• Tipos de reacciones.

Diagrama Cobre-Niquel

Tipos de reaccionesReacción Euténica:Transformación de un líquido L con la composición eutéctica en dos fases sólidas durante el enfriamiento.

• Reacción Eutectoide:• Transformación de un sólido γ con la composición eutéctoide en dos fases sólidas durante el enfriamiento.

• Reacción Peritéctica:• Transformación de un sólido β y un líquido en un sólido inicial α durante el enfriamiento.

Diagrama Hierro-Carbono

Superaleaciones refractarias

• Las superaleaciones refractarias es un nuevo concepto que esta definido por aleaciones con fases gama-fcc y gamma’ L-12 que cuentan con estructuras similaes a las de las superaleaciones base Nquel, pero con más altos puntos de fusión. El Iridio cuyo punto de fusión es de 2443 grados Centígrados es el elegido para el metal base de estas superaleaciones refractarias.

SUPER ALEACIONES REFRACTARIAS

Los diagramas de fases son representaciones graficas temperatura contra composicion a presion constante, que permite conocer:

1. Las fases presentes para cada temperatura y composicion

2. Solubilidades a diferentes temperaturas de un componente en otro

3. Temperatura de solidificacion

Los diagramas de fases se construyeron a partir de datos experimentales de analisis termico diferencial (ATD).

1. Observacion metalografica y difraccion de rayos x.2. Regla de las fases

Fases + grados de libertad = componentes + 2( si la presión se mantiene constante f + l = c + 1 )

1. Solubilidad en estado liquido2. Solubilidad total en estado solido

Presentan únicamente líneas de líquidos y sólidos, forman soluciones solidas substitucionales.

Reglas de Hume- Rothery (para que dos metales formen soluciones solidas substitucionales ) deben cristalizar en el mismo sistema tener idéntica valencia igual carácter electroquímico diámetros atómicos que no difieran en mas del 15 %.

CLASIFICACION SIMPLIFICADA DE LOS DIAGRAMAS DE FASE EN LOS METALES

Conclusión:1. Las súper aleaciones son aleaciones que presentan

excelentes propiedades aun estando sometidas a altas temperaturas.

2. las súper aleaciones pueden ser base níquel, hierro, cobalto e incluso combinaciones de estos elementos como en el caso de las superaleaciones INCONEL.

3. Estas súper aleaciones se destacan principalmente por su resistencia a la corrosión y por la resistencia a cambiar sus propiedades a altas temperaturas.

4. Las súper aleaciones son muy utilizadas en los campos aeronáutico y aeroespacial.

5. Estas súper6. aleaciones generalmente son fundidas mediante moldeo por

inversión o cera perdida y fundición con poliestireno expandido.

Bibliografía

• http://es.slideshare.net/herovalrey/superaleaciones• http://www.buenastareas.com/ensayos/Superaleaciones/6164883.html.