انتخاب سوپر آلیاژها

انتخاب سوپر آلیاژها بر اساس خواص و شکل دهی آنها :
سوپر آلیاژها به صورت ریخته (معمولا عملیات حرارتی شده یا تحت فرآیندهای دیگر قرار گرفته) و یا کار شده (اغلب عملیات حرارتی شده یا تحت فرآیندهای دیگر قرار گرفته) هستند . محصولات ریخته ممکن است بصورت شمش برای ذوب مجدد ، یا کار مجدد ، مانند آهنگری و یا به شکل محصول نیمه تمام مشابه محصول نهایی باشند . محصولات کار شده اغلب ، در حد واسط شکل نهایی مانند ، محصولات نورد شده شامل میله ، ورق ، سیم ، صفحه و غیره قرار دارند .
دمای کاری سوپر الیاژها :
سوپر آلیاژها عموما برای کار در دمای بالاتر از   C° 540 و کمتر از نقطه ذوب که معمولا بالاتر از1204°C است ، مناسب هستند .
آلیاژهای پایه نیکل و پایه آهن – نیکل عموما دارای حد دمایی در حدود  816 ° C  هستند . در دماهای بالاتر از این حد از آلیاژهای ریخته استفاده می شود . استحکام اکثر سوپر آلیاژها توسط رسوب فاز ثانویه افزایش پیدا می کند ، و حد بالائی محدوده دمائی استفاده از آلیاژ تحت تاثیر نوع پایه آلیاژ (پایه نیکل پا پایه آهن – نیکل) مقدار و نوع رسوب و شکل آلیاژ (ریخته یا کار شده ) است .
آلیاژهای ریخته در بیشترین دما می توانند کار کنند و از آنها در موتورهای توربین استفاده می شود . 
مقایسه سوپر آلیاژهای ریخته و کار شده :
سوپر آلیاژهای کار شده :
یک آلیاژ کار شده معمولا از شمش های ریخته به دست می آید اما چندین بار تغییر شکل و عملیات پیش گرم روی آن انجام می شود ، تا به حالت نهایی خود برسد . آلیاژهای کار شده به مراتب همگن تر از آلیاژهای ریخته که معمولا دارای جدایش ناشی از فرآیند انجماد هستند می باشند . جدایش نتیجه طبیعی انجماد آلیاژ است ، اما در بعضی از موارد به صورت شدید تری روی می دهد . 
آلیاژهای کار شده ، معمولا انعطاف پذیرتر از آلیاژهای ریخته هستند . 
سوپر آلیاژهای ریخته :
سوپر آلیاژهای ریخته در ناحیه دما بالای توربین های گاز ، به ویژه در قطعاتی نظیر پره های هوا یافت می شوند . اکثر آلیاژهای ریخته از نوع چند بلوری (PC)  با دانه های هم محور و بعضی دیگر از نوع انجماد جهت دار یافته (DS)  هستند .
خواص سوپر آلیاژها :
1.    کلیات : 
2.    استحکام دهی سوپر آلیاژها توسط سخت کاری محلولی (تداخل اتم های جانشینی همراه با تغییر شکل) ، کار سختی (انرژی نهان ناشی از تغییر شکل) و رسوب سختی (تداخل رسوب ها همراه با تغییر شکل) افزایش می یابد . همچنین ایجاد کاربید ها (توزیع مناسب از تداخل فازهای ثانویه به همراه تغییر شکل) به ویژه در سوپر آلیاژهای پایه کبالت افزایش استحکام را در پی دارد . 
3.    سوپر آلیاژهای پیشرفته :
سوپر آلیاژهای پایه آهن – نیکل قدیمی مانند آلیاژ 6-25-16 دارای 16% کروم ، 25% نیکل ، 6% مولیبدن بودند . اولین سوپر آلیاژهای نیکل شامل  Nimonic  ، Inconel  از نوع استحکام یافته با محلول جامد بودند . در سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه آهن – نیکل بعدی مقادیر کمی AI  (2-3 درصد) و Ti  افزوده شده تا در اثر رسوب فاز Ý استحکام در دمای بالا افزایش یابد .
خواص مکانیکی و کاربرد سوپر آلیاژها : 
استحکام تابعی از زمان است و مدت زمان قرار گیری قطعه در سرویس و دمای آن از عوامل موثر بر انتخاب یک سوپر آلیاژ ویژه هستند . نرخ افت بعضی از آلیاژها در مقایسه با آلیاژهای دیگر کمتر  است . 
سوپر آلیاژهای انعطاف پذیر تر هستند ، ولی عموما انعطاف پذیری سوپر آلیاژهای پایه کبالت نسبت به سوپر آلیاژهای پایه آهن – نیکل و پایه نیکل کمتر است . سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه آهن – نیکل در شرایط اکسترود شده ، آهنگری شده و یا نورد شده وجود دارند اما الیاژهای پر استحکام تر فقط در شرایط ریخته یافت می شوند . 
سوپر آلیاژها دارای ضریب کشسانی در حدود  207 GPa  هستند ، ولی ضریب کشسانی آلیاژهای ویژه بسته به نوع آلیاژ در دمای اتاق از  172GPa  تا 241 GPa   تغییر می کند . 
خواص فیزیکی و چگالی : 
سوپر آلیاژها نسبت به سیستم های فلزی دیگر دارای خواص مکانیکی ، هدایت الکتریکی ، گرمای ویژه ، هدایت حرارتی و انبساط حرارتی پایین تری هستند . این خواص به فلز پایه و درصد فلزات دیرگداز اضافه شده  بستگی دارد . 
کاربردهای آلیاژهای کار شده در دمای متوسط : 
محدوده دمایی متوسط از 540°C  تا  می باشد . 
برای انتخاب سوپر آلیاژها برای کار در محدوده دمایی متوسط آلیاژهایی مانند . Waspaloy  و آلیاژهای مشابه وجود دارند ، که می توان آنها را به روش های معمول آهنگری تولید نموده و استفاده کرد . 
کاربردهای آلیاژهای ریخته در دمای بالا : 

محدوده دماهای بالا را می توان از دمای 816°C    تا دمای ذوب فلز در نظر گرفت . پره های هوای توربین در این دماها کار می کنند . آلیاژی که در پره های هوای توربین استفاده می شود باید دارای استحکام گسیختگی خزش و استحکام خزش بالایی باشد .