Лопатки и замки

Сплавы на основе никеля
Из жаропрочных сплавов наиболее широко используются сплавы на основе никеля. Детали из этих сплавов часто применяются в двигателях и турбинах авиационных и космических аппаратов, а также в нефтехимическом оборудовании, в пищевой отрасли, в ядерных реакторах и оборудовании для контроля загрязнения. Усиление сплавов на основе никеля может быть достигнуто двумя способами: упрочнением твердого раствора или методом осаждения интерметаллидов на ГЦК-матрице. Такие сплавы как INCONEL® 625 и Hastelloy® X  усилены упрочнением твердого раствора. Для дополнительного упрочнения этих сплавов, усиленных упрочнением твердого раствора,  может применяться выделение карбида.  А такой сплав как INCONEL® 718 усилен методом осаждения.  Третий класс суперсплавов на никелевой основе, представленный MA-754, усиливается методом дисперсии инертных частиц, например, иттрия (Y2O3), а в некоторых случаях и методом  γ´ (гамма-штрих) осаждения(MA-6000E). Сплавы на никелевой основе производятся в слитках и в поковках. Высоколегированные составы, такие как Rene 95, Udimet 720 и IN100, получают методом порошковой металлургии с последующей ковкой.  Для упрочнения вышеуказанных кованных и литейных сплавов (Rene 80 и Mar-M247) применяется метод гамма-осаждения (γ').  Для сплава INCONEL® 718 основным упрочняющим агентом является γ˝ (гамма с двумя штрихами).  Сплавы, содержащие ниобий, титан и алюминий, например, INCONEL 725, упрочняются методами осаждения γ´ и γ˝

Суперсплавы на основе кобальта обладают превосходной антикоррозионной стойкостью при температурах выше 2000°F (1093°C) и находят применение в изготовлении деталей для самых горячих секций газовых турбин и камер сгорания. Суперсплавы на основе кобальта, изготавливаемые в слитках и поковках, характеризуются твердо-растворным упрочнением (железом, хромом и вольфрамом) аустенитной (гранецентрированной кубической, или ГЦК) решеткой с небольшим включением карбидов (титана, тантала, гафния и ниобия). Таким образом, в упрочнении металла главную роль играют карбиды, а не осаждение частиц γ', поэтому такие изделия лучше поддаются сварке и обладают более высоким сопротивлением термической усталости, чем сплавы на никелевой основе. Для изготовления литых изделий используются такие литейные сплавы, как Stellite 31. Эти детали применяют в горячих секциях (лопатки и лопасти) газовых турбин. Для изготовления листовых изделий используются такие деформируемые сплавы, как Haynes 25. Такие детали часто применяются в камерах сгорания.

Железо-никелевые суперсплавы похожи на аустенитные нержавеющие стали, применяемые для изготовления штампованных изделий, с тем исключением, что для их упрочнения применяется метод осаждения частиц γ´.  Из перечисленных трёх групп суперсплавов для этих сплавов характерна самая низкая прочность при повышенных температурах. Обычно железо-никелевые сплавы используются для штамповки дисков и лопаток газовых турбин.  Большинство деформируемых сплавов отличается высокими уровнями хрома, что обеспечивает антикоррозионную стойкость. Высокотемпературная прочность достигается благодаря твердо-растворному упрочнению (производимому атомами, растворенными в матрице сплава) или упрочнению методом осаждения (упрочнению осаждаемыми частицами).  Такие сплавы, как Haynes 556 и 19-9 DL, упрочнены твердыми растворами молибдена, вольфрама, титана и ниобия.  Такие сплавы, как A286 и Incoloy 909, упрочнены методом осаждения. Наиболее часто используется метод осаждения частиц γ´ (Ni3 [Al, Ti]) (например, A286) и γ˝ (Ni3Nb) (например, Incoloy 909).  Есть группа железо-никелевых сплавов с большим содержанием углерода. Для упрочнения таких сплавов используются карбиды, нитриды и твердый раствор. Группа сплавов на основе Fe-Ni-Co с γ'-упрочнением характеризуется высокой прочностью и низким коэффициентом теплового расширения (например, Incoloy 903, 907 и 909). Эти материалы находят применение при изготовлении валов, колец и корпусов для газовых турбин.