Ο βέλτιστος σχεδιασμός του κράματος νικελίου είναι ένα από τα βασικά σημεία σε αυτήν την εργασία έρευνας και ανάπτυξης. Τα κράματα βάσης είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα κράματα στον τομέα των υπερκραμάτων, ειδικά στον τομέα της αεροδιαστημικής και της άμυνας, όπως η ανάπτυξη εξοπλισμού αιχμής όπως οι αεροκινητήρες, ο οποίος παίζει σημαντικό ρόλο, επειδή μια ποικιλία στοιχείων κραμάτων μπορεί να διαλυθεί στο κράμα με βάση το νικέλιο και μπορεί να διατηρήσει την καλή σταθερότητα της δομής, η οποία παρέχει πολλούς τρόπους για τη βελτίωση της απόδοσης του υπερκράματος με βάση το νικέλιο. Η ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας έχει δημιουργήσει υψηλότερες απαιτήσεις για το υπερκράμα με βάση το νικέλιο. Προκειμένου να καλυφθεί η ζήτηση της αγοράς, είναι απαραίτητο να επιταχυνθεί η έρευνα του υπερκράματος με βάση το νικέλιο, να βελτιωθεί η συνολική του απόδοση
1.Δύναμη λύσης
Το κύριο μέσο για την ενίσχυση των ιδιοτήτων του υπερκράματος με βάση το νικέλιο είναι η προσθήκη κατάλληλων ενισχυτικών στοιχείων στερεού διαλύματος. Το κράμα ενίσχυσης στερεού διαλύματος έχει εξαιρετική αντοχή στην οξείδωση και αντοχή στην κόπωση και καλή πλαστικότητα. Με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά, τα υπερκράματα με βάση το νικέλιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή μεταλλικών εξαρτημάτων με υψηλές θερμοκρασίες εργασίας, όπως λεπίδες κινητήρα. Η ατομική ακτίνα του νικελίου είναι κοντά σε αυτή των στοιχείων κράματος όπως το βολφράμιο και το μολυβδαίνιο. Με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά, ένας μεγάλος αριθμός στοιχείων κράματος όπως το βολφράμιο, το μολυβδαίνιο και το κοβάλτιο μπορούν να διαλυθούν στο νικέλιο ταυτόχρονα χωρίς την εμφάνιση νέων φάσεων. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το εύρος θερμοκρασίας διαλύματος των κοινών μετάλλων είναι γενικά μεταξύ 1050 και 1560. Οι Ηνωμένες Πολιτείες ανέπτυξαν καλή απόδοση του κράματος ενίσχυσης διαλύματος νικελίου παραμόρφωσης βάσης υπερκράματος Haynes280, αυτό το κράμα σε 1400 υψηλή θερμοκρασία, αντοχή έως 165MPa επιμήκυνση έως 87 τοις εκατό κυρίως λόγω της προσθήκης πυρίμαχων μεταλλικών στοιχείων στο κράμα, όπως βολφράμιο και χρώμιο και άλλα στοιχεία. Ταυτόχρονα, μια μικρή ποσότητα άνθρακα προστίθεται για να σχηματιστούν καρβίδια, τα οποία μπορούν να εμποδίσουν την ανάπτυξη των κόκκων και να ενισχύσουν τα όρια των κόκκων. Τα αποτελέσματα δείχνουν επίσης ότι η αντοχή του κράματος μπορεί να βελτιωθεί με την προσθήκη μεγάλης ποσότητας μολυβδαινίου και άλλων πυρίμαχων μεταλλικών στοιχείων. Η σταθερότητα της μικροδομής του κράματος μπορεί να βελτιωθεί με την προσθήκη ρουθηνίου. Με την προσθήκη ορισμένης ποσότητας πυρίμαχων μετάλλων όπως το βολφράμιο, η αντίσταση στη διάβρωση του κράματος μπορεί να βελτιωθεί υπό ορισμένες συνθήκες. Η αντοχή στη διάβρωση στην οξείδωση μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά με την προσθήκη ορισμένης ποσότητας σπάνιων γαιών.
2. Βελτίωση κατακρήμνισης και ενίσχυση διασποράς
Η φάση '-Ni3(Al, Ti)) μπορεί να κατακρημνιστεί προσθέτοντας μια ορισμένη ποσότητα στοιχείων ενίσχυσης της καθίζησης στο υπερκράμα με βάση το νικέλιο κατά τη διάρκεια της γήρανσης, γεγονός που αυξάνει σημαντικά την αντοχή του μετάλλου. Ωστόσο, υπό συνθήκες εργασίας υψηλής θερμοκρασίας, τα ιζήματα είναι εύκολο να συσσωματωθούν και να αναπτυχθούν, και μερικά από αυτά μπορούν να διαλυθούν ξανά στη μήτρα, μειώνοντας έτσι την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία. Τα τελευταία χρόνια, τα υπερκράματα με βάση το νικέλιο με ενίσχυση διασποράς οξειδίων έχουν δοθεί μεγαλύτερη προσοχή. Αυτό το είδος κράματος συνήθως υιοθετεί μια μηχανική διαδικασία κράματος, αποκτώντας εξαιρετικά λεπτό (λιγότερο από 50 nm) υπό τη σταθερότητα σε υψηλή θερμοκρασία του οξειδίου ομοιόμορφα διασκορπισμένο σε μια μήτρα μικροδομής κράματος zn-al Η αντοχή του κράματος υπό την προϋπόθεση κοντά στο σημείο τήξης Το ίδιο το κράμα σημείου, μπορεί ακόμα να διατηρήσει εξαιρετική απόδοση ερπυσμού σε υψηλή θερμοκρασία ανώτερη αντοχή στην οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στη διάβρωση του θείου άνθρακα. Επί του παρόντος, υπάρχουν τρία είδη υπερκραμάτων με βάση το νικέλιο που έχουν διατεθεί στο εμπόριο. Το κράμα MA956 έχει την υψηλότερη αντίσταση στην οξείδωση και αντοχή στη διάβρωση άνθρακα και θείου από τα υπερκράματα, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως επένδυση του θαλάμου καύσης των αεροκινητήρων.
