سوپرآلياژها به طورخاص ساختار کريستالي مکعبي مرکز وجوه (FGG)دارد .عناصرآلياژي پايه براي سوپرآلياژها معمولاً نيکل ،کبالت يا آهن ـ کبالت هستند .توسعه ي سوپرآلياژها به طور وسيعي بر دو عامل شيميايي و پروسه هاي نوآوري وابسته است و در ابتدا به وسيله ي صنايع قدرت و فضاپيما مشتق و ساخته شد .کاربردهاي خاصش در فضاپيماها ، توربينهاي گازطبيعي و صنايع توربين هاي دريايي به عنوان مثال براي پره هاي توربين براي قسمتهاي موتورجت استفاده مي شود .
نمونه هاي سوپرآلياژها:

ـ آلياژهاست (Hastelloy )
ـ آلياژ اينکونل (Inconel )
ـ آلياژ واسپالي (Wast paloy )
ـ آلياژ رنه الوي (Rene alloys )مانند (رنه 41 ،رنه 80 ، رنه 95)
ـ آلياژهاي هانيس (Hagnasalloys )
ـ آلياژ انيکلوي (Incolog )
ـ آلياژ ام پي (mp98t)T98)
ـ آلياژهاي تي ام اس (TMS)
ـ آلياژهاي کريستال (CMSX)
مقدمه (Introduction ):

سوپرآلياژها مواد فلزي هستند که در دماهاي بالا کار مي کنند .به طورخاص درنقاط گرم توربين هاي گازي اين چنين موادي به توربين اجازه ي بالا بردن بازده را مي دهند با استفاده از کار کردن موتور در دماهاي بالاتر .دماي لوله ي موتور(TIT)،که شاخصي مستقيم از بازده موتورتوربين گازي است ، در قابليت و ظرفيت دمايي اولين پره ي توربين در مرحله ي فشار بالا وابسته است که از جنس سوپرآلياژ پايه نيکل ساخته مي شود .
يکي از مهمترين خواص سوپرآلياژهاي مقاومت خزشي در دماي بالاست . يکي ديگر از خواص حياتي اين مواد مقاومت و دوره ي خزش آنهاست . استقامت فازي ،مانند مقاومت خوردگي و اکسيداسيون بالا است .
سوپرآلياژ مقاومت در دماهاي بالا را ايجاد مي کنند .به واسطه ي سخت کاري محلول جامد مقاومت خوردگي و اکسيداسيون نيز به خاطرلايه ي اکسيدي است که درسطح ماده شکل گرفته است .وقتي فلز با اکسيژن ترکيب شده و ماده را در بر مي گيرد .بنابراين از باقيمانده ي ماده محافظت مي کند .و مقاومت خوردگي و يا مقاومت اکسيداسيون به وسيله ي موادي چون آلومينيوم و کروم ايجاد مي گردد.
مهمترين مکانيزم سخت کاري ، در بين ايجاد رسوبها در فاز ثانويه مثلاً َ لا ( گاها پرايم )و کربايد ها است که ايجاد سختي رسوبي مي کنند .


رفتار خوردگي داغ نمونه هاي آزمايش پوشش داده شده با نمك بطريقه هاي پاششي و غوطه وري در دماهاي 900 و 1000 درجه سانتيگراد و در اتمسفر سولفيد ئيدروژن رقيق شده با هوا (%50 H2S) در فشار يك اتمسفر مورد مطالعه قرار گرفت. نمكهاي مختلفي با اين دو روش روي نمونه ها پوشش داده شدندكه مي توان NaCl , Na2SO4 را نام برد. آزمايشاتي نيز بدون پوشش نمك،جهت مقايسه انجام گرديد. منحني هاي سينتيكي بصورت تغييرات وزني نمونه هاي آزمايش با استفاده از ترموبالانس بدست آمد ومحصولات خوردگي و مورفولوژي پوسته بوسيله تجهيزات متالوگرافي معمول ميكروسكوپ الكتروني (SEM) و پراش اشعه ايكس (XRD) مورد ارزيابي قرار گرفت.
حساسيت به خورگي داغ به نوع پوسته ايجاد شده در طول اكسيداسيون شتاب يافته مربوط مي شود. ميزان و نوع رسوب نمك، طبيعت تهاجم را تحت الشعاع خود قرار داده و در حالت خاص و وجود عناصر آلياژي نسوز يا اكسيد آنها در نمك نقش مهمي در اين ميا

ديده خوردگي داغ پره هاي توربين گازي در اثر حضور الاينده هاي موجود در سوخت و هواي داغ ورودي يكي از مشكلات اساسي در طراحي و كار توربين هاي گازي است. پديده خوردگي داغ، نوعي از اكسيداسيون شتاب يافته است كه در درجه حرارتهاي بالا و در محيطهاي اكسيد كننده گازي در روي ماده اي كه سطحش با فيلم نازكي از نمك مذاب پوشيده شده است اتفاق مي افتد. سوپر آلياژ نيكل IN378LC آلياژ بكار گرفته شده در تحقيق حاضر مي باشد كه بطور گسترده اي در ساخت پره هاي توربين گازي پيشرفته بكار مي رود.
رن داراست. مكانيزم خوردگي بسته به شرايط محيط مورد بررسي قرار گرفته است.


عکس (1):موتورجت از نوع سوپرآلياژ پايه نيکل
پيشرفت هاي شيميايي (Chemical evelopment ) :

مقاومت خزش وابسته به آهسته کردن سرعت حرکت نابجايي ها در ساختار کريستالي فاز َلا [(Ni3(Al,Ti)]موجود در نيکل و نيکل ـ آهن ، سوپر آلياژها موجب ايجاد يک مانع در برابر نابجايي هاست .
افزودني هاي شيميايي همچون آلومينيوم و تيتانيم باعث گسترش فاز َلا مي گردد.اندازه ي فاز َلا را مي توان با دقت به وسيله ي نحوه ي حرارت دهي در سختکاري رسوبي با دقت کنترل کرد .
سوپرآلياژهاي پايه کبالت فازثانويه ي مقاومت زا مانند َلا را ندارد .خيلي از عناصر ديگر ،هم معمولي ها و هم کم نظيرها شامل (نه تنها فلزات بلکه شبه فلزات و نيم فلزات )مي توانند موجود باشند .کروم ، کبالت ، موليبدن ، تنگستن ، تانتاليم ، آلومينيم ، تيتانيم ، زيرکونيم ، نيوبيوم ،رونيوم ، کربن و برن و هافنيم مثالهايي از آنهاست .
پيشرفت هاي پروسه اي (Process development ) :

توسعه هاي تاريخي درتوليد سوپر آلياژها سبب افزايش قابل ملاحظه اي در دماي کار کردن سوپرآلياژها شد .سوپر آلياژها در ابتدا در پايه ي آهن ساخته شدند البته تا پيش از سالهاي دهه ي 1940.
در دهه ي 1940 ، انيوستمنت کستينگ (investment costing)آلياژهاي پايه کبالتي به خوبي دماي کار را بالا برد . توسعه ي ذوب کردن در خلع دردهه ي 1950 موجب کنترل بهتر ترکيب شيميايي سوپرآلياژها و کاهش ناخالصي و موجب انقلابي در تکنولوژي هاي توليد سوپر آلياژها مانند :انجماد جهتدار آلياژها و سوپر آلياژهاي تک کريستال گشت .