carbono en metales

10 DIC
2009

MATERIALES
AVANZADOS
UNIDAD 3
 Valdez Reyes Herolinda

SUPERALEACIONES

Catedrático: Ing. Leandro Barragán

Page 1

INDICE

UNIDAD 3
SUPERALEACIONES

3.1 Aspectos Generales
3.1.1 Superaleaciones Base Níquel
3.1.2 Superaleaciones Base Cobalto
3.1.3 Superaleaciones base Titanio
3.2 Diagramas de equilibrio
3.3 Métodos de elaboración
3.3.1 Fusión
3.3.2Solidificación direccional
3.3.3 Pulvimetalurgia
3.4 Comportamiento mecánico
3.5 Oxidación y corrosión
3.6 Cambios en la microestructura durante su exposición a
temperaturas elevadas

2

UNIDAD 3
SUPERALEACIONES
3.1 aspectos generales
Un superaleación, o aleación de alto rendimiento, es una aleación que presenta una
excelente resistencia mecánica y resistencia a la fluencia a altastemperaturas, buena
estabilidad de la superficie, y la corrosión y resistencia a la oxidación. Superaleaciones
suelen tener una matriz con una cara austeníticos centrado en la estructura cristalina
cúbicos. Una base de superaleación elemento de aleación es generalmente de níquel,
cobalto o níquel-hierro. Superaleación desarrollo ha dependido en gran medida en las
industrias de químicos y lainnovación de procesos y ha sido impulsado principalmente por
las industrias aeroespacial y de poder.

Las aplicaciones típicas se encuentran en la

industria aeroespacial, de la turbina de gas industriales y de la industria de turbinas
marinas, por ejemplo, palas de la turbina para las secciones calientes de los motores a
reacción.

3

Ejemplos de superaleaciones
1.

Hastelloy,

2.Inconel,

3. Waspaloy,
4. aleaciones de René (por ejemplo, Rene 41, René 80, René 95, René 104), aleaciones
de Haynes, Incoloy, MP98T, aleaciones de TMS, y aleaciones de cristal CMSX único.

Las Superaleaciones son materiales metálicos para el uso a altas temperaturas,
especialmente en las zonas calientes de las turbinas de gas.
Estos materiales permiten la turbina para operar máseficientemente por soportar
temperaturas más altas. Temperatura de entrada de la turbina (TIT), que es un indicador
directo de la eficiencia de un motor de turbina de gas, depende de la capacidad de
temperatura de 1 ª etapa de la hoja de la turbina de alta presión hechos de
superaleaciones de base Ni exclusivamente.
Una de las propiedades superaleación más importante es la alta resistencia a la pérdidade temperatura. Otras propiedades de los materiales fundamentales son la fatiga, la
estabilidad de fase, así como la oxidación y la resistencia a la corrosión.
Superaleaciones desarrollan la fuerza de alta temperatura mediante el fortalecimiento de
solución sólida.

La oxidación y la resistencia a la corrosión es proporcionada por la

formación de una capa de óxido que se forma cuando elmetal está expuesta al oxígeno y
encapsula el material, y así proteger el resto de los componentes. La oxidación o la
4

resistencia a la corrosión es proporcionada por elementos tales como aluminio y cromo.
Mediante un mecanismo de fortalecimiento de la medida más importante es a través de la
formación de la fase secundaria se precipita como el primer gamma y los carburos
mediante elfortalecimiento de la precipitación.
Aplicaciones
Superaleaciones se utilizan comúnmente en los motores de turbina de gas en las regiones
que están sujetas a las altas temperaturas que requieren de alta resistencia, excelente
resistencia a la fluencia, así como la corrosión y resistencia a la oxidación. En la mayoría de
los motores de turbina de esto está en la turbina de alta presión, hojas deaquí puede
enfrentar temperaturas que se acercan, si no más allá de su temperatura de fusión.
Recubrimientos de barrera térmica (TBCs) desempeñan un papel importante en las hojas
que les permite operar en tales condiciones, la protección del material de la base de los
efectos térmicos, así como la corrosión y oxidación.

Aplicaciones adicionales de

superaleaciones se incluyen los...