السبائك ذات درجة الحرارة العالية هي فئة من المواد المعدنية التي تعتمد على الحديد والنيكل والكوبالت والتي يمكن أن تعمل لفترات طويلة في درجات حرارة تتجاوز 600 درجة وتحت ضغوط معينة. إنها تظهر مزيجًا من قوة درجات الحرارة العالية، والأكسدة الممتازة ومقاومة التآكل الساخن، وأداء التعب الجيد، وصلابة الكسر. تُعرف هذه المواد في أوروبا والولايات المتحدة بالسبائك الفائقة. يتم استخدامها عادةً في المكونات الخاضعة للتشغيل طويل الأمد في درجات حرارة عالية (600-1200 درجة) وظروف الإجهاد المعقدة.
تعد السبائك القائمة على النيكل حاليًا أكثر السبائك ذات درجات الحرارة العالية استخدامًا على نطاق واسع، وتستخدم بشكل أساسي في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، والأحماض أو القواعد القوية، والبيئات المؤكسدة القوية. بدأ تطويرها واستخدامها في أواخر ثلاثينيات القرن العشرين، مدفوعًا بظهور الطائرات النفاثة، التي فرضت متطلبات أعلى على أداء السبائك عالية الحرارة.
حسب الأداء يتم تصنيفها على النحو التالي:
سبائك النيكل المقاومة للتآكل:العناصر الرئيسية لصناعة السبائك هي النحاس والكروم والموليبدينوم. إنها توفر خصائص شاملة ممتازة ومقاومة لمختلف أنواع التآكل الحمضي والتآكل الناتج عن الإجهاد. تشمل السبائك الرئيسية المقاومة للتآكل القائمة على النيكل سبائك النيكل والنحاس (Ni-Cu) (Monel)، وسبائك النيكل والكروم (Ni-Cr) (سبائك مقاومة للحرارة تعتمد على النيكل، بما في ذلك سلسلة Incoloy وInconel)، وسبائك النيكل والموليبدينوم (Ni-Mo) (سلسلة Hastelloy B)، وموليبدينوم النيكل والكروم (Ni-Cr-Mo). السبائك (في المقام الأول سلسلة Hastelloy C). يعد النيكل النقي أيضًا ممثلًا نموذجيًا للسبائك المقاومة للتآكل القائمة على النيكل.
سبائك مقاومة للاهتراء أساسها النيكل:العناصر الرئيسية لصناعة السبائك هي الكروم والموليبدينوم والتنغستن، مع كميات صغيرة من النيوبيوم والتنتالوم والإنديوم. بالإضافة إلى مقاومة التآكل، فهي توفر أيضًا مقاومة ممتازة للأكسدة، ومقاومة التآكل، وقابلية اللحام.
السبائك الدقيقة القائمة على النيكل:وتشمل هذه السبائك المغناطيسية الناعمة القائمة على النيكل، وسبائك المقاومة الدقيقة القائمة على النيكل، وسبائك التسخين الكهربائي القائمة على النيكل. السبائك المغناطيسية الناعمة الأكثر استخدامًا هي Permalloy، والتي تحتوي على حوالي 80% من النيكل. لديها نفاذية قصوى وابتدائية عالية وإكراه منخفض، مما يجعلها مادة أساسية مهمة في صناعة الإلكترونيات. سبائك المقاومة الدقيقة القائمة على النيكل، والتي تتكون أساسًا من الكروم والألمنيوم والنحاس، توفر مقاومة عالية، ومعامل مقاومة لدرجة حرارة منخفضة، ومقاومة ممتازة للتآكل، مما يجعلها مثالية للمقاومات. سبائك التسخين الكهربائي القائمة على النيكل هي سبائك نيكل تحتوي على 20٪ كروم. إنها تظهر مقاومة ممتازة للأكسدة والتآكل ويمكن أن تعمل لفترات طويلة في درجات حرارة تتراوح بين 1000 درجة و1100 درجة.
سبائك ذاكرة الشكل القائمة على النيكل:تتمتع سبائك النيكل التي تحتوي على 50% تيتانيوم (في المائة) بدرجة حرارة استرداد تصل إلى 70 درجة وتظهر خصائص ممتازة لذاكرة الشكل. من خلال تغيير نسبة النيكل والتيتانيوم قليلاً، يمكن تعديل درجة حرارة الاسترداد ضمن نطاق من 30 درجة إلى 100 درجة.
