Zaprvé je nezbytné objasnit technické definice, které řídí tyto kategorie materiálu, stanovené podle průmyslových standardů (např. ASTM, ISO a principy metalurgického inženýrství):
Nerez: AnIron (fe) - založená slitinadefinované především obsahem chromu (CR) -Minimálně 10,5% hmotn.(Per ASTM A941). Chrom reaguje s kyslíkem za vzniku tenkého, adherentního a vlastního - hojení oxidu chromia (Cr₂o₃) na povrchu, která zabraňuje další oxidaci (rezavě) a poskytuje základní odolnost proti korozi. Další letinové prvky (např. Nikl (Ni) pro tažnost v austenitických stupních, jako je 304/316, molybdenum (MO) pro odolnost proti pití v 316L nebo titanu (Ti) pro stabilizaci v 321), ale jádro matice zůstává železo - založené.
Superralloy: Vysoká - Výkonná slitina inženýr explicitně proUltra - vysoká - teplotní služba (obvykle větší nebo rovná 800 stupňům /1472 stupňů f) a trvalé mechanické napětí(např. Preep, tepelná únava nebo vysoký tlak). Na ASTM B625 jsou nejčastěji superalionyNickel (ni) - založen(např. Inconel® 718, GH4049), ačkoli kobalt (CO) - založený (např. Haynes® 188) nebo železo - existují niklu (fe - ni) - založené na incoloy® 800H). Jejich definujícím prvkem je mikrostruktura na míru na míru - často posílená srážením - fází kalení (např. - ni₃ (al, ti) nebo "- ni₃nb) nebo pevné - posílení řešení (w) nebo rhrenium (w) nebo - ni₃nb) nebo pevné -}}-} (Re) -, který udržuje sílu, stabilitu a odolnost proti korozi při teplotách, kde většina ostatních slitin (včetně nerezové oceli) změkčí, deformuje nebo selhává.
Základní kontrast ve strategiích základního kovu a legování přímo ovlivňuje výkon:
Nejvýraznější rozdíl spočívá v tom, jak každý materiál působí za extrémních podmínek - Obzvláště vysokých teplot a mechanického napětí:
Nerez: While "Heat - Odolný" nerezové oceli (např. 310S, 330) dokáže odolat krátkým - Termínní expozice 900–1000 stupňů (1652–1832 stupňů f), jejich dlouhý - termín se rychle degraduje nad 800 stupňů (1472 stupňů f). Při těchto teplotách:
Vrstva oxidu chromia se může stát nestabilní nebo Spall (vločka), což vede k rychlé oxidaci.
Matrix založená na železo - zjemňuje, ztrácí pevnost v tahu a odolnost vůči dotvaru (např. 316L má pevnost v tahu ~ 100 MPa při 800 stupních, z ~ 500 MPa při teplotě místnosti).
Srážení karbidu (např. Cr₂₃c₆) na hranicích zrn může způsobit „senzibilizaci“, což snižuje odolnost proti korozi a zvýšení křehkosti.
Supermiony: Navržen tak, aby vynikl při teplotách1000–1200 stupňů (1832–2192 stupeň f). Například:
Nickel - založený na GH4049 udržuje pevnost v tahu ~ 300 MPa při 1000 stupních a odolává dotvarování (pomalá, trvalá deformace pod stresem) po tisíce hodin.
„Fáze v superametech zůstává při těchto teplotách stabilní a brání změkčení, zatímco pokročilé známky (např. Inconel® 718) používají“ - ni₃nb k udržení síly až 700 stupňů.
Nerezová ocel není navržena pro vysoké mechanické zatížení při zvýšených teplotách. Například:
Společná austenitická nerezová ocel (304) má výnosovou sílu ~ 170 MPa při 600 stupňů - nedostatečné pro zatížení - ložiska, jako jsou čepele plynových turbín, které vyžadují výnosové síly> 400 MPa při 800 stupňů.
Naproti tomu jsou supermiony optimalizovány pro takové požadavky:
GH4049 má výnosovou sílu ~ 200 MPa při 1000 stupních a ~ 650 MPa při 700 stupňů, což je vhodné pro lopatky turbíny a spalovací komory rakety, které zažívají jak vysoké teplo, tak stresové.
Mezery v oblasti výkonu se překládají do zcela odlišných případů použití:
Nerez: Používá se v aplikacích, kdeodolnost proti korozi při mírných teplotáchje priorita, například:
Zařízení pro zpracování potravin (304), mořský hardware (316L), chemické skladovací nádrže (317L) nebo automobilové výfukové systémy (409).
Dokonce "vysoká - teplota" Nerezové oceli (např. 310S) jsou omezeny na non - načítání - ložiska, jako jsou vložky pece nebo trubice výměníku tepla v nízkých - tlakových systémech.
Supermiony: Vyhrazeno proextrémní, vysoká - výkonnostní prostředíkde by selhání mělo katastrofické důsledky, například:
Aerospace: Blades plynových turbín (Inconel® 718), Raketová tryska (Haynes® 282).
Energie: Ultra - Superkritické trubky kotle elektrárny (Incoloy® 800H), komponenty jaderného reaktoru (slitina 690).
Industrial: High - Teplotní zářivé trubice (GH3030) nebo katalytické praskající reaktorové interní (Hastelloy® X).
Nerezová ocel a supermiony jsou odlišné třídy materiálu, oddělené jejich základním složením, návrhovým cílům a limity výkonu. Nerezová ocel je železo - optimalizovaná slitina pro odolnost proti korozi při mírných teplotách, zatímco supermiény jsou niklové/kobalt - založené materiály vytvořené pro ultra - vysoká - síla teploty a durabilita. Zatímco nerezová ocel je všestranná a cena - účinná pro každodenní drsná prostředí, postrádá mikrostrukturální a kompoziční inženýrství potřebné k kvalifikaci jako superalioy - a selhávají v extrémních podmínkách, kde jsou nezbytné superaliony.
