Superaleaciones

SUPERALEACIONES
Metalurgia – Campo de Aplicación – Soldabilidad y Soldadura


1. ABSTRACT

Superalloys are materials which are based generally on elements such as nickel, cobalt and iron, among others, and can be used at temperatures above 540 ° C. Among the properties of superalloys are: high temperature resistance, resistance to environmental attack (including nitriding,carbonization, oxidization and sulfidation), excellent creep resistance, resistance to stress rupture, metallurgical stability, thermal expansion characteristics useful, thermal fatigue and corrosion resistance.
Nickel base superalloys have good behavior until 1000 ° C approximately. This superalloys are the most common, the ratio of nickel ranges from 38 to 76%, 27% chromium and 20% cobalt.
Generally,cobalt base superalloys, contain from 35 to 65% cobalt, from 19 to 30% chromium and up to 35% nickel. These superalloys are not as resistant as nickel base, but retain their strength at higher temperatures.
The nickel-iron base contains from 32 to 67% iron, 15 to 22% chromium and from 9 to 38% nickel. This superalloys can be used at temperatures from 650 to 815 ° C. Its long-term resistance is muchlower.
Typical applications are in the aerospace, industrial gas turbine and marine turbine industry, for example, blades for hot sections of jet engines, and bimetal valve engine for use in diesel engines and automotive applications.

2. RESUMEN

Las superaleaciones son materiales que tienen como base, generalmente, a elementos como el Níquel, el Cobalto y el Hierro, entre muchos otros, yque pueden ser utilizados a temperaturas por sobre los 540 ºC. Dentro de las propiedades de las superaleaciones se destacan: elevada resistencia a altas temperaturas, resistencia al ataque del medio ambiente (incluyendo nitruración, carbonización, oxidación y sulfuración), excelente resistencia al creep, resistencia a la ruptura por estrés, estabilidad metalúrgica, características de expansióntérmica muy útiles y resistencia a la fatiga térmica y a la corrosión.
Las superaleaciones de base níquel presentan un buen comportamiento hasta los 1000ºC aproximadamente. Son las superaleaciones más comunes, la proporción de níquel va desde 38 hasta 76%, hasta 27% de cromo y 20% de cobalto.
Generalmente, las superaleaciones de base cobalto, contienen de 35 a 65% de cobalto, de 19 a 30% de cromo yhasta un 35% de níquel. Estas superaleaciones no son tan resistentes como las de base níquel, pero conservan su resistencia a temperaturas más elevadas.
Las de base níquel-hierro contiene de 32 a 67% de hierro, de 15 a 22% de cromo y de 9 a 38% níquel. Las superaleaciones de base níquel-hierro se utilizan a temperaturas de 650-815 °C. Su resistencia a largo plazo es mucho menor.
Lasaplicaciones típicas son en el sector aeroespacial, de turbinas de gas industrial y la industria de turbinas marinas, por ejemplo, álabes para las secciones calientes de los motores a reacción, y válvulas bi-metálicas de motor para su uso en motores diéseles y aplicaciones de automoción.

3. INTRODUCCIÓN

Se denominan superaleaciones a un grupo de Materiales de base en Níquel (Ni), Cromo (Cr),Aluminio (Al), Titanio (Ti), Molibdeno (Mo), Tungsteno (W), Niobio (Nb), Tantalio (Ta) y Cobalto (Co) que son utilizados a temperaturas de 540 °C y superiores. Las superaleaciones poseen elevada resistencia a altas temperaturas, resistencia al ataque del medio ambiente (incluyendo nitruración, carbonización, oxidación y sulfuración), excelente resistencia al creep, resistencia a la ruptura por estrés,estabilidad metalúrgica, características de expansión térmica muy útiles y resistencia a la fatiga térmica y a la corrosión.

Contienen grandes cantidades de elementos de aleación con el fin de producir una combinación de alta resistencia a altas temperaturas, a la corrosión, a las vibraciones y a la termo fluencia (alta resistencia mecánica a altas temperaturas) a temperaturas superiores a...