Superlegeringer, nikkel-, jern–nikkel- og kobolt-baserte legeringer, tilpasset langtidsservice ved høye temperaturer over 540 °C. De ble utviklet for militære formål under den annen verdenskrig, og kom i alminnelig bruk etter 1950 i flymotorer, industrielle gassturbiner og andre anvendelser hvor høy temperatur, høy spenning og korrosive omgivelser er sentrale, operative parametre. I tillegg til bruk av metaller med høyt smeltepunkt i grunnlegeringene, er materialene styrket ved tilsetninger som aktiverer en eller flere styrkemekanismer: 1) Fast oppløsning ved tilsetning av krom, molybden og wolfram; 2) Utfelling av intermetalliske forbindelser av aluminium, titan og niob i koherente eller semikoherente faser i jern-nikkel- og nikkelbaserte legeringer; 3) Utfelling av karbider og borider. Aktuelle elementer er krom, molybden, wolfram, titan, niob; 4) Deformasjonsstyrking, spesielt av jern–nikkel–krom-klassen som ikke tar styrking ved utfelling.

De ferdige arbeidsstykkene kan leveres i smidd eller støpt utførelse. Smidde legeringer er mer finstrukturerte enn støpte, og har bedre strekkfasthet, hvorimot grove korn i støpte gjenstander forbedrer sigefastheten. Ytterligere forbedring kan oppnås ved å justere avkjølingsforholdene under størkning, slik at stengelkrystallene er orientert langs retningen for maksimal spenning under belastning. Man unngår da store spenninger på tvers av korngrensene. I kritiske deler av jetmotoren er fordelaktige resultater oppnådd med pulvermetallurgiske fremstillingsprosesser.

Nikkelbaserte legeringer gir de beste styrke- og langtidsegenskaper (se tabell) og er ansette materialer f.eks. i roterende turbinblad. Koboltlegeringer har bedre korrosjonsmotstand. Jern-nikkel-legeringer er svakere ved høye temperaturer, men er korrosjonsfaste og lettere å smi og støpe.

Superlegeringer er «vanskelige» materialer i den forstand at de ettertraktede egenskaper er fast knyttet til en komplisert mikrostruktur, og forutsetter bruk av rene utgangsmaterialer, riktig komposisjon og at all prosessering, fra utstøping til varmebehandling, er korrekt gjennomført.

Karakteristiske sigebruddfastheter i MPa for tre legeringstyper ved 100 timers belastning. Tallene i parentes er toppverdier. Rustfritt stål og karbonstål til sammenligning.

Legering Temperatur °C
1000 950 850 750 650
Nikkel 118(170) 170(260) 310(340) 520(710)
Kobolt 56 88(105) 175(220) 310(460)
Jern-nikkel 30(60) 100(170) 210(340)
Rustfritt stål 18/8 30 72 140
Karbonstål 30

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.