Las aleaciones de alta temperatura son aleaciones que pueden mantener sus propiedades mecánicas y estabilidad química a temperaturas de hasta 1300 ℃ o incluso más. Se utilizan ampliamente en la industria aeroespacial, turbinas de gas, hornos de alta temperatura, industria nuclear y equipos químicos de alta temperatura. Con las crecientes demandas de rendimiento a altas temperaturas en la industria moderna, las aleaciones de alta temperatura capaces de soportar 1300 ℃ desempeñan un papel crucial en el campo de la ciencia de materiales.
Las aleaciones de alta temperatura a base de níquel son los materiales más utilizados en entornos que soportan 1300 ℃, y poseen alta resistencia a altas temperaturas, fuerte resistencia a la fluencia y buena resistencia a la oxidación. Los grados y características clave incluyen:
René 41: Excelente resistencia a altas temperaturas y resistencia a la fluencia; temperatura máxima de funcionamiento de hasta 1300 ℃; comúnmente utilizado en componentes críticos como palas de motores de aviones y discos de turbinas.
Inconel 718: aunque su temperatura de funcionamiento común es de 650 a 700 ℃, mediante tratamientos de fortalecimiento de solución sólida y de fortalecimiento de precipitación, se puede utilizar en álabes de turbinas de gas, sujetadores y componentes estructurales de alta temperatura en condiciones de alta temperatura.
Inconel 625 (N06625): Excelente resistencia a la corrosión y a la oxidación, adecuado para componentes de hornos de alta temperatura en industrias químicas, equipos marinos de alta temperatura y componentes de la industria nuclear.
GH4133, GH99: aleaciones a base de níquel de alta temperatura de uso común en China, utilizables en entornos de 1200-1300 ℃, comúnmente utilizadas en turbinas de gas y tubos de hornos de alta temperatura.
Superaleaciones a base de cobalto: las superaleaciones a base de cobalto se utilizan ampliamente en campos de alta temperatura debido a su excelente resistencia a la fluencia y estabilidad térmica, especialmente adecuadas para entornos de temperaturas extremas.
Serie Stellite: Excelente resistencia al desgaste y a la corrosión, temperatura de funcionamiento de hasta 1100-1300 ℃, comúnmente utilizada en herramientas de corte de alta temperatura, álabes de turbina y válvulas de alta temperatura.
Aleación Co-28Cr-6Mo: Mantiene buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas, ampliamente utilizada en componentes de alta temperatura de motores aeronáuticos y componentes estructurales clave de turbinas de gas.
Superaleaciones a base de hierro: las superaleaciones a base de hierro son relativamente económicas y adecuadas para aplicaciones de alta temperatura, pero no extremas. Aunque su resistencia a la temperatura es ligeramente inferior a la de las aleaciones a base de níquel-cobalto, siguen siendo competitivas en determinados sectores industriales:
HK40: una aleación a base de hierro de alta temperatura comúnmente utilizada en China, utilizable por debajo de 1200 ℃, utilizada principalmente en calderas de alta temperatura y equipos de intercambio de calor.
GH3039: Una aleación de alta temperatura a base de hierro con buena resistencia a la oxidación y a la fluencia, adecuada para tubos de hornos y componentes estructurales de alta temperatura.
Indicadores clave de rendimiento de aleaciones de alta temperatura
Al seleccionar aleaciones de alta temperatura resistentes a 1300 ℃, se deben considerar los siguientes indicadores de rendimiento:
Resistencia a la fluencia: mantiene la forma y la resistencia bajo cargas de alta temperatura a largo plazo, especialmente importante para álabes de turbinas y tubos de hornos de alta temperatura.
Resistencia a la oxidación y la corrosión: previene la oxidación, la corrosión o el agrietamiento de la superficie durante el funcionamiento a largo plazo en medios oxidantes o corrosivos.
Estabilidad Térmica: Mantener la estabilidad estructural a altas temperaturas, evitando el crecimiento de grano o la precipitación de fases quebradizas.
Rendimiento de mecanizado: Buenas capacidades de soldadura, forjado y mecanizado, lo que facilita la fabricación de componentes estructurales complejos.
Aplicaciones de aleaciones de alta temperatura a 1300 ℃
Las aleaciones de alta temperatura tienen amplias aplicaciones en la industria moderna:
Aeroespacial: componentes clave de alta temperatura, como palas de motores de turbina, cámaras de combustión y boquillas.
Turbinas de gas: discos de turbina, paletas guía, cojinetes de alta temperatura y revestimientos de cámaras de combustión.
Equipos químicos de alta temperatura: reactores de alta temperatura, tuberías, intercambiadores de calor y tubos de hornos resistentes a la corrosión.
Industria Nuclear: Componentes de reactores nucleares de alta temperatura, intercambiadores de calor y tuberías especiales.
