ترکیب آلیاژهای درجه حرارت بالا معمولاً مبتنی بر آهن (Fe) ، نیکل (NI) و کبالت (CO) است و انواع عناصر تقویت کننده برای بهبود عملکرد درجه حرارت بالا اضافه می شود. ترکیب خاص را می توان به دسته های زیر تقسیم کرد:
1. matrix عناصر
آلیاژهای درجه حرارت بالا مبتنی بر Iron: با آهن به عنوان مؤلفه اصلی (مانند Fe-25NI-16CR-6MO) ، دمای کار به طور کلی 600 ~ 800 درجه است و عناصری مانند کروم (CR) ، نیکل (NI) و مولیبدن (MO) برای بهبود مقاومت اکسیداسیون و مقاومت خوردگی اضافه می شوند.
آلیاژهای درجه حرارت بالا مبتنی بر نیکل: محتوای نیکل بیش از 50 ٪ است ، با استحکام با درجه حرارت بالا (تا 1000 درجه) ، که به طور گسترده در اجزای کلیدی مانند تیغه های توربین موتور هواپیما و ترکیبات معمولی مانند GH99 (حاوی 50-55 ٪ نیکل و 20-24 ٪ کروموم) استفاده می شود.
آلیاژهای درجه حرارت بالا مبتنی بر کولت: محتوای کبالت حدود 60 ٪ است ، با مقاومت در برابر حرارت عالی اما کمیاب ، و اغلب در محیط های با درجه حرارت بالا (مانند اجزای پایان داغ موتور هواپیما) استفاده می شود.
2. تقویت عناصر
عناصر ضد اکسیداسیون و مقاوم در برابر خوردگی: کروم (CR) یک فیلم اکسید متراکم تشکیل می دهد و آلومینیوم (AL) و تیتانیوم (TI) باعث افزایش پایداری درجه حرارت بالا می شوند.
عناصر تقویت کننده محلول جامد: مولیبدن (MO) و تنگستن (W) استحکام درجه حرارت بالا و مقاومت خزش را از طریق اعوجاج شبکه ، مانند GH1180 حاوی 8-10 ٪ مولیبدن بهبود می بخشد.
عناصر تقویت کننده بارش پیری: آلومینیوم (AL) ، تیتانیوم (TI) و فاز نیکل (Ni₃al/TI) ، که به طور قابل توجهی قدرت آلیاژ را بهبود می بخشد.
3. سایر عناصر اضافه شده کربن (C) ، سیلیکون (SI) ، منگنز (منگنز) و غیره برای بهبود عملکرد پردازش یا پایداری سازمانی مانند GH3230 حاوی کربن 0.05-0.15 ٪ استفاده می شوند.
خلاصه: طراحی ترکیب آلیاژهای درجه حرارت بالا مبتنی بر عناصر ماتریس (آهن/نیکل/CO) است و مقاومت بالا ، مقاومت به اکسیداسیون و مقاومت در برابر خزش در دماهای بالا از طریق اثر هم افزایی عناصر تقویت کننده چندگانه حاصل می شود. نسبت خاص بسته به سناریوی برنامه متفاوت است.
