Üks silmapaistev näide superralloyst onInconel 718. Niklipõhine superralloy, see sisaldab umbes 52–55% niklit, 17–21% kroomi, 4,75–5,5% nioobiumi, 2,8–3,3% molübdeeni ning väikeses koguses rauda, titaani ja alumiiniumi. Inconeli 718 tähistatakse oma erandliku tugevuse osas laia temperatuuri ulatuses krüogeensetest tingimustest kuni 650 kraadi (1200 kraadi F)-ja resistentsus pugedale (aeglane deformatsioon püsiva stressi all) ja korrosioonile. Seda kasutatakse laialdaselt kosmoserakendustes, näiteks gaasiturbiini kettad, labad ja raketimootorite komponendid, samuti nafta- ja gaasipuurimisseadmed ja tuumareaktorid.
Superrallosid liigitatakse nende põhielemendi järgi, kõige tavalisemad on niklipõhised, koobaltipõhised ja rauapõhised sulamid. Siin on peamised tüübid ja näited:
Niklipõhised superrallid: Suurim ja mitmekülgsem kategooria, mida hinnatakse kõrge temperatuuri tugevuse ja oksüdatsiooniresistentsuse tõttu.
Inconeli sari(nt Inconel 600, 625, 718): kasutatakse lennunduse, keemilise töötlemise ja tuumatööstuse alal.
Hastelloy sari(nt Hastelloy C-276): Tuntud hapete ja karmide kemikaalide äärmise korrosioonikindluse tõttu.
Hispaloy: Kasutatakse gaasiturbiinimootorites hiilivata takistuse korral 815 kraadi (1500 kraadi F).
Koobaltipõhised superrallid: Excel kõrge temperatuuriga oksüdatsiooni ja kulumiskindlusega, ehkki need on kallimad.
Seeria(nt stelliit 6): kasutatakse lõiketööriistades, klapiistmetes ja turbiini labades.
Haynes 188: Vastupidav oksüdatsioonile kuni 1100 kraadi (2 012 kraadi F), mida kasutatakse ahjuosades ja kosmoses.
Rauapõhised superallys: Madalama hinnaga alternatiivid mõõduka kõrgtemperatuuriga jõudlusega, mis sisaldavad sageli niklit ja kroomi.
Alloy 800/800H: Kasutatakse soojusvahetites ja tööstusahjudes.
A-286: Sademega karastatud sulam lennunduse kinnitusdetailide ja turbiini komponentide jaoks.
Nikli superralloys on erakordne tugevus, eriti kõrgendatud temperatuuridel, mis on nende määrav omadus. Nende tugevust mõõdetakse selliste omaduste järgi nagu tõmbetugevus, voolavus ja libisemiskindlus:
Tõmbetugevus: Toatemperatuuril on nikli superrallosid tavaliselt 800 MPa kuni üle 1600 MPa (116 000–232 000 psi). Näiteks:
Inconel 625: ~ 1 034 MPa (150 000 psi) toatemperatuuril.
Inconel 718: ~ 1,240 MPa (180 000 psi), kui nad on kuumtöödeldud.
Kõrge temperatuuri tugevus: Erinevalt enamikust metallidest püsib nende tugevus ekstreemsetel temperatuuridel kõrgel. Näiteks:
Incollel 718 säilitab ~ 60% oma toa temperatuuri tõmbetugevusest 650 kraadi juures (1200 kraadi F).
Waspaloy säilitab kasulikku tugevust kuni 815 kraadi (1500 kraadi F), muutes selle sobivaks turbiinteradeks.
Roomata takistus: Need seisavad püsiva deformatsiooni vastu pikaajalise stressi korral kõrgel temperatuuril. Näiteks saab Inconel 617 vastu 100 000 tundi stressi 850 kraadi (1562 kraadi F) ilma olulise hiilimiseta.
Need omadused tulenevad nende mikrostruktuurist, sealhulgas tahke lahustumise tugevnemisest (selliste elementide kaudu nagu kroom ja molübdeen) ja sademete kõvenemise (gamma-prime või gamma-double-prime faaside kaudu, nt niobium-rikkad osakesed Incenle 718).
Nikli superrallys on kriitilise tähtsusega tööstusharudes, mis nõuavad materjalide toimimist äärmuslikes tingimustes kõrge temperatuuri, korrosiooni või mehaanilise stressi korral. Peamised rakendused hõlmavad:
Lennundus- ja lennundus:
Gaasiturbiinimootorid: turbiini labad, kettad, põlemiskambrid ja heitgaasisüsteemid (nt Inconel 718 turbiini ketaste jaoks, labade waspaloy).
Raketimootorid: kõrge kuumuse ja keemilise põlemisega kokku puutunud komponendid (nt hastelloy düüsi kõri jaoks).
Energiatootmine:
Gaasi- ja auruturbiinid elektrijaamades: sellised osad nagu turbiini rootorid ja soojusvahetid (nt sulami 600 auruturbiini korpuste jaoks).
Tuumareaktorid: kütusekatted, soojusvahetid ja konstruktsioonikomponendid (nt Inconel 690, kiirguse ja korrosiooni suhtes vastupidavad).
Keemiline töötlemine:
Reaktorid, torud ja ventiilid, mis käsitlevad söövitavaid kemikaale (nt Hastelloy C-276 väävelhappe või kloori keskkonna jaoks).
Mere- ja avamerel:
Nurga nafta- ja gaasivarustus: ventiilid, pumbad ja puurimisriistad, mis on vastupidavad merevee korrosioonile (nt Inconel 625).
Autotööstus (suure jõudlusega):
Turboülelaadurid ja heitgaasisüsteemid võidusõidul või raskeveokite sõidukites (nt Inconel 625 vastupidavuse korral kõrge heitgaasi temperatuuri korral).
Meditsiiniseadmed:
Implantaadid (nt ortopeedilised komponendid) biosobivuse ja kehavedelike suhtes vastupidavuse tõttu (mõned nikli superallosid, kuigi nikli allergiaga seotud probleemid piiravad mõnel juhul kasutamist).
Nende ainulaadne tugevuse, korrosioonikindluse ja termilise stabiilsuse kombinatsioon muudab need nendes kõrgete panustega rakendustes asendamatuks.
