آلیاژهای آلومینیوم نیکل

آلیاژهای آلومینیوم نیکل به طور معمول به یکی از دو ترکیب پرکاربرد Ni3Al یا NiAl اشاره دارند، اما به طور کلی هر آلومینید ترکیبی از سیستم Ni-Al است. این آلیاژها به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، چگالی کم و تولید آسان، بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

Ni3Al به دلیل تقویت رسوب فاز γ در فوق آلیاژهای مبتنی بر نیکل از اهمیت خاصی برخوردار است و استحکام دمای بالا تا 0.7-0.8 دمای ذوب آن را فراهم می کند. در همین حال، NiAl خصوصیات عالی مانند چگالی کم (کمتر از Ni3Al، هدایت حرارتی خوب، مقاومت در برابر اکسیداسیون و دمای ذوب زیاد را نشان می دهد.

این ویژگی ها آنها را برای کاربردهای ویژه در دمای بالا مانند پوشش روی تیغه های توربین های گازی و موتورهای جت ایده آل می کند. با این حال، هر دو این آلیاژها از این جهت که در دمای اتاق کاملاً شکننده هستن، در حالی که Ni3Al در دمای بالا نیز شکننده است، این عیب را دارند.

اگرچه، نشان داده شده است که Ni3Al را می توان در صورت تولید یک کریستال منفرد و در مقابل پلی کریستال، شکل پذیر کرد. یک کاربرد دیگر در سال 2005 نشان داده شد، زمانی که گزارش شده بود که بیشترین مقاومت در برابر سایش را با جاسازی الماس در یک ماتریس از نیکل آلومینید ایجاد کرده است.

مسئله غالب آلیاژهای بر پایه Ni3Al پلی کریستالی، شکنندگی دمای بالا است. این شکنندگی عموماً به عدم توانایی جابه جایی در شبکه های مرتب شده مربوط می شود. محققان سخت تلاش کردند تا این شکنندگی را برطرف کنند زیرا کاربردهای بالقوه ساختاری این آلیاژهای مبتنی بر Ni3Al را می تواند بسیار کاهش دهد.

با این حال، در سال 1990، نشان داده شد که مقادیر کمی بور در این نوع از آلیاژهای آلومینیوم نیکل می تواند با سرکوب شکستگی بین دانه ای، شکل پذیری را به شدت افزایش دهد. پس از پرداختن به این موضوع، توجه به حداکثر خواص ساختاری آلیاژ معطوف شد.

همانطور که گفته شد، آلیاژهای پایه NiAl3 مقاومت خود را از تشکیل رسوبات γ در γ’ که مقاومت آلیاژها را از طریق تقویت رسوب به دست می آورند. در این آلیاژهای مبتنی بر NiAl3، کسر حجمی رسوبات γ تا 80٪ می رسد. با توجه به این کسر حجم بالا، تکامل این γ ‘رسوبات در طول عمر این آلیاژها مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.