1. ความหมายหลักและวัตถุประสงค์การออกแบบ
2. ขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพ
เหล็กกล้าคาร์บอน (เหล็ก-โลหะผสมคาร์บอน) สูญเสียความแข็งแรงส่วนใหญ่ที่สูงกว่า 400°C (752°F) และมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชัน
อลูมิเนียมอัลลอยด์ (เช่น 6061) อ่อนตัวลงอย่างมากที่อุณหภูมิสูงกว่า 200°C (392°F) และไม่สามารถทนต่อการสัมผัสความร้อนสูง-ในระยะเวลานาน-ได้
โลหะผสมทองแดง-นิกเกิล (เช่น 70/30 Cu-Ni) ต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม แต่ไม่มีความต้านทานการคืบคลานที่เพียงพอสำหรับอุณหภูมิที่สูงกว่า 300°C (572°F)
ความแรงของอุณหภูมิสูง-: ซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิล- (เช่น GH4133, Inconel® 718) คงความต้านทานแรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิตไว้ที่ 650–1000°C (1202–1832°F)
ต้านทานการคืบคลาน: ซูเปอร์อัลลอยด์ต้านทานการเสียรูปถาวร (คืบคลาน) ภายใต้-ความร้อนและความเครียดในระยะยาว- ซึ่งจำเป็นสำหรับส่วนประกอบต่างๆ เช่น ใบพัดกังหันที่ทำงานที่อุณหภูมิ 800–1100°C (1472–2012°F) เป็นเวลาหลายพันชั่วโมง
ความมั่นคงด้านสิ่งแวดล้อม: พวกมันสร้างฟิล์มออกไซด์ที่เกาะติดแน่น (เช่น โครเมียมหรืออะลูมิเนียมออกไซด์) เพื่อต้านทานการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนในก๊าซอุณหภูมิสูง- (เช่น ก๊าซเผาไหม้ในเครื่องยนต์ไอพ่น) หรือสารเคมีที่รุนแรง
3. ความซับซ้อนขององค์ประกอบ
ทองเหลือง: ทองแดง (60–70%) + สังกะสี (30–40%)
สแตนเลส (เกรด 304): เหล็ก (ประมาณ 70%) + โครเมียม (18–20%) + นิกเกิล (8–10%)
Duralumin (อลูมิเนียมอัลลอยด์ 2024): อลูมิเนียม (γ93%) + ทองแดง (4.4%) + แมกนีเซียม (1.5%) + แมงกานีส (0.6%)
ซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิล-เป็นส่วนประกอบหลัก GH4133: นิกเกิล (50–55%) + โครเมียม (17–21%) + เหล็ก (ความสมดุล) + ไนโอเบียม (4.75–5.5%) + โมลิบดีนัม (2.8–3.3%) + ไทเทเนียม (0.65–1.15%) + อลูมิเนียม (0.2–0.8%) พร้อมธาตุติดตามเพื่อควบคุมการเจริญเติบโตของเมล็ดข้าวและสิ่งเจือปน ระดับ
องค์ประกอบเหล่านี้ทำหน้าที่เฉพาะ: ไนโอเบียมและไทเทเนียมสร้างตะกอนให้แข็งแกร่ง (ระยะ γ'' และ γ'), โครเมียมช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน และอะลูมิเนียมทำให้สมรรถนะของอุณหภูมิสูง-คงที่
4. สถานการณ์การใช้งาน
การก่อสร้าง (เหล็กกล้าคาร์บอน อลูมิเนียมอัลลอยด์สำหรับคานและโครง)
ยานยนต์ (แมกนีเซียมอัลลอยด์สำหรับชิ้นส่วนน้ำหนักเบา ทองเหลืองสำหรับอุปกรณ์ฟิตติ้ง)
อิเล็กทรอนิกส์ (โลหะผสมทองแดงสำหรับการเดินสายไฟ, อลูมิเนียมอัลลอยด์สำหรับแผงระบายความร้อน)
มารีน (โลหะผสมทองแดง-นิกเกิลสำหรับท่อน้ำทะเล สแตนเลสสำหรับส่วนประกอบตัวเรือ)
การบินและอวกาศ: ใบพัดกังหัน ห้องเผาไหม้ และหัวฉีดไอเสียในเครื่องยนต์ไอพ่น (เช่น GH4049, Inconel® 718)
พลังงาน: ส่วนประกอบกังหันก๊าซสำหรับการผลิตไฟฟ้า ชิ้นส่วนแกนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (เช่น Hastelloy® C276)
การบินและอวกาศและการป้องกัน: ห้องแทงเครื่องยนต์จรวด แผงป้องกันความร้อนยานพาหนะที่มีความเร็วเหนือเสียง
