El disseny òptim de l'aliatge de níquel és un dels punts clau en aquest treball de recerca i desenvolupament. Els aliatges de base són els aliatges més utilitzats en el camp dels superaliatges, especialment en els camps aeroespacial i de defensa, com ara el desenvolupament d'equips d'avantguarda com els motors aerodinàmics, que té un paper important perquè es poden dissoldre diversos elements d'aliatge. en l'aliatge a base de níquel, i pot mantenir una bona estabilitat de l'estructura, que ofereix moltes maneres de millorar el rendiment del superaliatge a base de níquel. El desenvolupament de la ciència i la tecnologia ha plantejat requisits més elevats per als superaliatges basats en níquel. Per satisfer la demanda del mercat, cal accelerar la investigació de superaliatges a base de níquel, millorar el seu rendiment integral
1.Força de la solució
El principal mitjà per reforçar les propietats del superaliatge a base de níquel és afegir elements de reforç adequats de la solució sòlida. L'aliatge de reforç de la solució sòlida té una excel·lent resistència a l'oxidació i resistència a la fatiga i una bona plasticitat. A partir d'aquestes característiques, els superaliatges a base de níquel es poden utilitzar per produir peces metàl·liques amb altes temperatures de treball, com ara les pales del motor. El radi atòmic del níquel és proper al dels elements d'aliatge com el tungstè i el molibdè. A partir d'aquestes característiques, un gran nombre d'elements d'aliatge com ara el tungstè, el molibdè i el cobalt es poden dissoldre en níquel al mateix temps sense l'aparició de noves fases. Els resultats mostren que el rang de temperatura de la solució dels metalls comuns és generalment entre 1050 i 1560. Els Estats Units van desenvolupar un bon rendiment de la solució d'enfortiment de la base de níquel aliatge deformació superaliatge Haynes280, aquest aliatge a 1400 d'alta temperatura, resistència fins a 165MPa d'allargament de fins a 87 per cent principalment a causa de l'addició d'elements metàl·lics refractaris a l'aliatge, com ara el tungstè i el crom i altres elements; Al mateix temps, s'afegeix una petita quantitat de carboni per formar carburs, que poden dificultar el creixement del gra i enfortir els límits del gra. Els resultats també mostren que la resistència de l'aliatge es pot millorar afegint una gran quantitat de molibdè i altres elements metàl·lics refractaris. L'estabilitat de la microestructura de l'aliatge es pot millorar afegint ruteni. Afegint una certa quantitat de metalls refractaris com el tungstè, la resistència a la corrosió de l'aliatge es pot millorar en determinades circumstàncies. La resistència a la corrosió de l'oxidació es pot millorar molt afegint una certa quantitat de terres rares.
2. Millora de la precipitació i millora de la dispersió
La fase '-Ni3(Al, Ti)) es pot precipitar afegint una certa quantitat d'elements de reforç de la precipitació al superaliatge a base de níquel durant l'envelliment, la qual cosa augmenta considerablement la resistència del metall. Tanmateix, en condicions de treball a alta temperatura, els precipitats són fàcils d'agregar i créixer, i alguns d'ells es poden dissoldre de nou a la matriu, reduint així la resistència a alta temperatura. En els darrers anys, s'ha prestat més atenció als superaliatges a base de níquel amb reforç de dispersió d'òxids. Aquest tipus d'aliatge sol adoptar un procés d'aliatge mecànic, obtenint ultrafins (menys de 50 nm) sota l'estabilitat a alta temperatura de l'òxid dispers uniformement en una matriu de microestructura d'aliatge zn-al La resistència de l'aliatge en condicions de fusió propera L'aliatge puntual en si, encara pot mantenir un excel·lent rendiment de fluència a alta temperatura, una resistència superior a l'oxidació a alta temperatura i una resistència a la corrosió del sofre de carboni. Actualment, hi ha tres tipus de superaliatges a base de níquel que s'han comercialitzat. L'aliatge MA956 té la major resistència a l'oxidació i la resistència a la corrosió del carboni i el sofre dels superaliatges, que es poden utilitzar com a revestiment de la cambra de combustió dels motors d'aeronau.
