Właściwości stopów wysokotemperaturowych

Różne tempo degradacji materiałów przyspiesza się w środowiskach wysokotemperaturowych. W trakcie użytkowania występuje niestabilność struktury, deformacja oraz rozwój pęknięć pod wpływem temperatury i naprężeń, a także utlenianie i korozyja powierzchni materiału mogą wystąpić.

1. Odporność na wysokie temperatury i korozyjną
Opór wysokich temperatur, odporność na korozyj i inne właściwości stopów wysokotemperaturowych zależą przede wszystkim od ich składu chemicznego i struktury organizacyjnej. Weźmy na przykład niklowy stop wyginany GH4169, można zauważyć, że zawartość niobu w stanie GH4169 jest wysoka. Segregacja niobu w stanie jest bezpośrednio związana z procesami metalurgicznymi. Macierz GH4169 to roztwór stały Ni-Gr, a masa zawierająca ponad 50% Ni może być tolerowana. Wysoka temperatura około 1000°C jest podobna do amerykańskiej marki Inconel718. Stal składa się z fazy macierzystej γ, fazy δ, karbura oraz faz wzmacniających γ' i γ″. Chemiczne elementy i struktura macierzy stopu GH4169 pokazują jego silne właściwości mechaniczne. Wytrzymałość na ścinanie i wytrzymałość rozciągania są kilka razy lepsze niż u stali 45, a plastyczność jest również lepsza niż u stali 45. Stabilna siatka krystaliczna i liczne czynniki wzmacniające przyczyniają się do jego doskonałych właściwości mechanicznych.

2. Wysoka trudność obróbki
Ze względu na złożony i surowe warunki pracy, integralność powierzchni przetwarzanej wysokotemperaturowych stopów ma kluczowe znaczenie dla ich wydajności. Jednakże, wysokotemperaturowe stopy są zwykle materiałami trudnymi do obróbki. Posiadają one wysoką mikrotwardość, silne utwardzanie podczas pracy, dużą oporność na naprężenia ścinania oraz niską przewodność cieplną. Siła i temperatura cięcia w strefie cięcia są wysokie, co często prowadzi do problemów podczas obróbki. Jakość powierzchni po obróbce jest niska, a narzędzia są silnie uszkadzane. W normalnych warunkach cięcia, warstwa powierzchniowa wysokotemperaturowego stopu może generować nadmierne problemy, takie jak warstwa utwardzona, resztkowe naprężenia, biała warstwa, czarna warstwa oraz warstwa deformacji ziaren.