उच्च तापमान मिश्र धातुओं का परिचय और अनुप्रयोग
उच्च तापमान वाले मिश्र, जिन्हें सुपरलॉय के रूप में भी जाना जाता है, धातु सामग्री का एक वर्ग है जो उच्च तापमान वाले वातावरण में अपनी ताकत और संक्षारण प्रतिरोध को बनाए रख सकता है।
उच्च तापमान मिश्र धातुओं का परिचय और अनुप्रयोग
उच्च तापमान वाले मिश्र धातुएं आयरन-आधारित, निकल-आधारित और कोबाल्ट-आधारित मिश्र हैं जो आमतौर पर 540 डिग्री से ऊपर के तापमान पर उपयोग किए जाते हैं। इन मिश्र धातुओं का उपयोग विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में उच्च तापमान पर उनके उत्कृष्ट गुणों के कारण किया जाता है, जैसे कि रेंगना प्रतिरोध, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध।
उच्च तापमान मिश्र धातुओं के धातुकर्म सिद्धांत
उच्च तापमान वाले मिश्र धातुओं में आमतौर पर एक चेहरे-केंद्रित क्यूबिक (एफसीसी) क्रिस्टल संरचना होती है। आयरन और कोबाल्ट कमरे के तापमान पर एफसीसी संरचना नहीं हैं, लेकिन वे उच्च तापमान या मिश्र धातु के बाद एफसीसी संरचनाओं में बदल जाएंगे। निकेल सभी तापमानों पर एफसीसी संरचना बनाए रखता है। उच्च तापमान मिश्र धातुओं के गुण न केवल उनकी रासायनिक संरचना द्वारा निर्धारित किए जाते हैं, बल्कि गर्मी उपचार, फोर्जिंग और कास्टिंग प्रक्रियाओं से भी प्रभावित होते हैं।
उच्च तापमान मिश्र धातुओं के लक्षण और गुण
साधारण स्टील और टाइटेनियम मिश्र धातु 540 डिग्री से ऊपर के तापमान पर पर्याप्त मजबूत नहीं हैं और जंग से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।
यदि उच्च तापमान पर ताकत को बनाए रखने की आवश्यकता होती है (अधिकांश मिश्र धातुओं का पिघलने बिंदु 1371-1204 डिग्री) के बारे में है, तो निकेल-आधारित सुपरलॉय आमतौर पर चुने जाते हैं।
निकेल-आधारित सुपरलॉय का उपयोग वाणिज्यिक सामग्री की तुलना में उच्च तापमान अनुपात में किया जा सकता है।
कोबाल्ट-आधारित सुपरलॉय को आवश्यक शक्ति और संक्षारण प्रकार के आधार पर, निकेल-आधारित सुपरलॉय के विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
कम तापमान पर, आयरन-निकेल-आधारित सुपरलॉय में निकल-आधारित और कोबाल्ट-आधारित सुपरलॉय की तुलना में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है।
सुपरलॉय की ताकत न केवल रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है, बल्कि गर्मी उपचार, फोर्जिंग, कास्टिंग प्रक्रियाओं, विशेष रूप से गर्मी उपचार, फोर्जिंग या कास्टिंग के बाद प्रक्रिया पर भी निर्भर करती है।
आयरन-निकेल-आधारित सुपरलॉय निकेल-आधारित और कोबाल्ट-आधारित सुपरलॉय की तुलना में सस्ता है।
उच्च तापमान पर जंग प्रतिरोध में सुधार करने के लिए, अधिकांश संसाधित सुपरलॉय में क्रोमियम की एक निश्चित मात्रा होती है।
सुपरलॉय में उच्च ऑक्सीकरण प्रतिरोध होता है, लेकिन कुछ मामलों में, संक्षारण प्रतिरोध अपर्याप्त है। उदाहरण के लिए, 760 डिग्री से ऊपर के विमान इंजन टरबाइन तापमान पर, सुपरलॉय को कोटिंग्स की आवश्यकता होती है।
सुपरलॉय कोटिंग तकनीक इसके आवेदन और विकास का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। उच्च तापमान पर लंबे समय तक उपयोग के लिए uncoated superalloys अक्षम हैं।
सुपरलॉय में, विशेष रूप से निकल-आधारित सुपरलॉय में, विभिन्न प्रकार के तत्व जोड़े जाते हैं, जिसमें कुछ मिश्र धातु होते हैं, जिनमें 14 या अधिक नियंत्रित तत्व होते हैं।
सुपरलॉयज में उपयोग किए जाने वाले तत्व, जैसे कि निकेल, कोबाल्ट, क्रोमियम, टंगस्टन, मोलिब्डेनम, रेनियम और हाफ़नियम, आम तौर पर महंगे होते हैं और समय के साथ भिन्न होते हैं।
सुपरलॉय के आवेदन
सुपरलॉय में उच्च तापमान अनुप्रयोगों में उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला है, जिसमें विमान के घटक, रासायनिक और पेट्रोकेमिकल उपकरण शामिल हैं।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सभी अनुप्रयोगों को उच्च तापमान पर ताकत की आवश्यकता नहीं होती है। सुपरलॉय की रचना और संक्षारण प्रतिरोध उन्हें चिकित्सा उपकरणों के निर्माण के लिए एक मानक सामग्री बनाती है। सुपरलॉयस ने भी बहुत कम तापमान पर आवेदन पाए हैं।
विशेष रूप से एयरोस्पेस, ऊर्जा और रासायनिक उद्योगों में गुणों के अपने अनूठे संयोजन के कारण सुपरलॉय आधुनिक उद्योग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
