Superaleaciones De Niquel
Páginas: 10 (2418 palabras)
Publicado: 1 de febrero de 2013
GRADO EN INGENIERIA MECÁNICA
ASIGNATURA: FUNDAMENTOS DE CIENCIA DE MATERIALES II
ALUMNO: CELESTINO LÓPEZ DE CASTRO GARCÍA
1. CONSIDERACIONES GENERALES DEL COMPORTAMIENTO EN SERVICIO DE LAS SUPERALEACIONES DE BASE NIQUEL. COMPORTAMIENTO Y EL DETERIORO EN SERVICIO QUE EXPERIMENTAN ESTOS MATERIALES.
2.INDICE
3. OBJETIVOS
4. DESARROLLO
4.1. Introducción
4.2. Composición, microestructura y procesos de endurecimiento
4.3. Comportamiento y deterioro en servicio
5. RESUMEN
6. BIBLIOGRAFIA.
3. OBJETIVOS
Con el presente trabajo se pretende:
- Dar a conocer superaleaciones de níquel, sus principales características y sus empleos en laindustria.
- Determinar su comportamiento en servicio, presentando el caso concreto de su empleo en las turbinas de gas, por considerase el más completo al demandar resistencia mecánica, térmica y frente a la corrosión.
- Exponer las causas del deterioro en servicio de este material, y una vez conocidas estas, determinar como se controlan para dotar al material de la vida útil que le demanda eldiseñador.
4.- DESARROLLO
4.1. Introducción
Con grupo de las aleaciones metálicas llamadas “superaleaciones” nos referimos a aquellas utilizadas en condiciones de ambientes extremadamente corrosivos y/o de temperaturas muy altas, frente a las cuales el material deberá mantener las propiedades de resistencia y vida útil suficientes para darle al componente o a la maquina la fiabilidadrequerida.
La propiedad más destacada de estas aleaciones y lo que las distingue de otras es su capacidad de operar satisfactoriamente bajo carga hasta temperaturas muy próximas a las del inicio de su fusión (del orden del 85% de esta cifra en grados Kelvin).
El término “superaleaciones” se acuñó al final de la Segunda Guerra Mundial, al comenzar el desarrollo de los propulsores tipo turbinade gas dentro del campo de la aviación, que requerían unas propiedades que posibilitasen su uso contínuo a elevadas temperaturas sin mermar sus propiedades mecánicas, al tiempo que fuesen resistentes a la corrosión en esas condiciones.
Las superaleaciones consisten en varios formulaciones teniendo como base a elementos como el níquel, cobalto, cromo o hierro y en menor proporción otros como W,Mb, Ta, Nb, Ti o Al. Dentro de las superaleaciones, aquellas con base de níquel son las que más usos encuentran en la industria hoy día, encontrándose en el mercado gran variedad de este tipo de aleaciones que las hacen, dentro de sus características principales (trabajo a alta temperatura), adaptables a diferentes usos específicos, mediante la adición y variación de los componentes de la aleación.En la actualidad el uso de las superaleaciones con base níquel, objeto del presente trabajo, se extiende a la fabricación de ejes, discos, turbos, válvulas de exhaustacion, asientos de válvulas, herramientas de trabajo a altas temperaturas y muchos más, además del ya mencionado uso en numerosos componentes de las turbinas de gas, como cámaras de combustión, paletas de la turbina de potencia,inyectoras de combustible, post quemadores, así como en las turbinas de vapor de las centrales nucleares.
A pesar de que se ha intentado encontrar materiales que sustituyan a las superaleaciones de níquel, (otro tipo de aleaciones o incluso materiales cerámicos), no se ha encontrado hasta el momento ninguno que por coste y eficacia las iguale o mejore. Sí se ha evolucionado enormemente en lamejora de las prestaciones de estos materiales, a través del estudio y modificación de las composiciones y de técnicas de “retoque” de la microestructura y micromecánica de la aleación.
4.2. Composición, microestructura y procesos de endurecimiento.
Como se introdujo en el punto anterior, existen numerosas superaleaciones de níquel, dependiendo de los porcentajes y tipos de elementos...
ASIGNATURA: FUNDAMENTOS DE CIENCIA DE MATERIALES II
ALUMNO: CELESTINO LÓPEZ DE CASTRO GARCÍA
1. CONSIDERACIONES GENERALES DEL COMPORTAMIENTO EN SERVICIO DE LAS SUPERALEACIONES DE BASE NIQUEL. COMPORTAMIENTO Y EL DETERIORO EN SERVICIO QUE EXPERIMENTAN ESTOS MATERIALES.
2.INDICE
3. OBJETIVOS
4. DESARROLLO
4.1. Introducción
4.2. Composición, microestructura y procesos de endurecimiento
4.3. Comportamiento y deterioro en servicio
5. RESUMEN
6. BIBLIOGRAFIA.
3. OBJETIVOS
Con el presente trabajo se pretende:
- Dar a conocer superaleaciones de níquel, sus principales características y sus empleos en laindustria.
- Determinar su comportamiento en servicio, presentando el caso concreto de su empleo en las turbinas de gas, por considerase el más completo al demandar resistencia mecánica, térmica y frente a la corrosión.
- Exponer las causas del deterioro en servicio de este material, y una vez conocidas estas, determinar como se controlan para dotar al material de la vida útil que le demanda eldiseñador.
4.- DESARROLLO
4.1. Introducción
Con grupo de las aleaciones metálicas llamadas “superaleaciones” nos referimos a aquellas utilizadas en condiciones de ambientes extremadamente corrosivos y/o de temperaturas muy altas, frente a las cuales el material deberá mantener las propiedades de resistencia y vida útil suficientes para darle al componente o a la maquina la fiabilidadrequerida.
La propiedad más destacada de estas aleaciones y lo que las distingue de otras es su capacidad de operar satisfactoriamente bajo carga hasta temperaturas muy próximas a las del inicio de su fusión (del orden del 85% de esta cifra en grados Kelvin).
El término “superaleaciones” se acuñó al final de la Segunda Guerra Mundial, al comenzar el desarrollo de los propulsores tipo turbinade gas dentro del campo de la aviación, que requerían unas propiedades que posibilitasen su uso contínuo a elevadas temperaturas sin mermar sus propiedades mecánicas, al tiempo que fuesen resistentes a la corrosión en esas condiciones.
Las superaleaciones consisten en varios formulaciones teniendo como base a elementos como el níquel, cobalto, cromo o hierro y en menor proporción otros como W,Mb, Ta, Nb, Ti o Al. Dentro de las superaleaciones, aquellas con base de níquel son las que más usos encuentran en la industria hoy día, encontrándose en el mercado gran variedad de este tipo de aleaciones que las hacen, dentro de sus características principales (trabajo a alta temperatura), adaptables a diferentes usos específicos, mediante la adición y variación de los componentes de la aleación.En la actualidad el uso de las superaleaciones con base níquel, objeto del presente trabajo, se extiende a la fabricación de ejes, discos, turbos, válvulas de exhaustacion, asientos de válvulas, herramientas de trabajo a altas temperaturas y muchos más, además del ya mencionado uso en numerosos componentes de las turbinas de gas, como cámaras de combustión, paletas de la turbina de potencia,inyectoras de combustible, post quemadores, así como en las turbinas de vapor de las centrales nucleares.
A pesar de que se ha intentado encontrar materiales que sustituyan a las superaleaciones de níquel, (otro tipo de aleaciones o incluso materiales cerámicos), no se ha encontrado hasta el momento ninguno que por coste y eficacia las iguale o mejore. Sí se ha evolucionado enormemente en lamejora de las prestaciones de estos materiales, a través del estudio y modificación de las composiciones y de técnicas de “retoque” de la microestructura y micromecánica de la aleación.
4.2. Composición, microestructura y procesos de endurecimiento.
Como se introdujo en el punto anterior, existen numerosas superaleaciones de níquel, dependiendo de los porcentajes y tipos de elementos...
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