El papel del niobio en las superaleaciones

El papel del niobio en las superaleaciones

Los elementos refractarios son adiciones de aleación importantes tanto en superaleaciones a base de níquel como a base de hierro-níquel. Son responsables del aumento de las propiedades mecánicas a alta temperatura presentes en los sistemas de superaleaciones actuales. En este artículo, veremos el papel del niobio en superaleaciones.

El papel del niobio en las superaleaciones

Desde hace mucho tiempo se ha establecido que las superaleaciones a base de níquel y a base de hierro-níquel son "super" porque están reforzadas por una dispersión de gamma-prima (y) fina y coherente ya veces por gamma doble prima (y ”) precipita dentro de la fase gamma (r). Estas fases imparten una resistencia a la fluencia y tracción razonablemente alta a temperaturas elevadas mientras mantienen las propiedades adecuadas de ductilidad, tenacidad a la fractura y fatiga.

Estos precipitados se forman por la reacción de precipitación de Ni con Al y Ti o, en el caso de la superaleación a base de hierro-níquel, Nb y Ti. Los elementos refractarios, Nb y Ta, realizan funciones de fortalecimiento tanto en la fase y como en la fase precipitante y ’e y".

Estos elementos pueden comportarse de manera algo diferente como formadores de carburo. También se sabe que afectan la resistencia a la corrosión y la estabilidad de la aleación. Ambos elementos son metales de abeja y no encajan mucho en el retículo de Ni de tarifa; en consecuencia dando lugar a su bien merecida reputación como potentes elementos fortalecedores de solución sólida tanto en las fases y como en las de precipitación. Se sabe que el tantalio y el niobio se dividen en las fases de fortalecimiento y y de 7 ”y también son formadores de carburo de tipo MC.

Además, en diversos grados, estos elementos aumentan las temperaturas incipientes de fusión y solidificación. Esto da como resultado no solo un rango de temperatura más alto y más amplio para la disolución y homogeneización, sino también problemas de segregación durante el proceso de fusión y refinado al vacío primario y durante los procesos de fusión de refinación de estructuras secundarias como VAR y ESR. Sin embargo, se sabe que Ta disminuye la tendencia a formar pecas durante la solidificación direccional de las palas de la turbina.

El papel del niobio en las superaleaciones

No se comprenden bien las funciones detalladas de los elementos refractarios en las superaleaciones. En particular, no existe la tecnología basada en la ciencia para sustituir un elemento refractario por otro. Por ejemplo, no se sabe si Ta y Nb son mejores fortalecedores que otros elementos refractarios, por ejemplo, W y MO.

Además, no se sabe si el alto grado de desajuste entre las fases y y precipitante, debido a la adición de elementos refractarios, afecta propiedades tales como el fortalecimiento de la deformación yyyr ” cinética de engrosamiento, que es un problema con respecto a las aplicaciones a largo plazo.

Para diseñar y desarrollar superaleaciones más mejoradas, así como para conservar los elementos de aleación más costosos y menos abundantes, una mejor comprensión del papel de estos elementos refractarios en el Las propiedades mecánicas y microestructurales de las superaleaciones son necesarias.

Conclusión

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