Alloy development for high temperature applications using the high entropy concept

Syfte och mål

Mål: - Ökad entropi hos utvald Ni-baslegering till högre nivåer (1,5R, där R = 8,314 J / K·mol). - Legeringsproduktion genom gjutning under skyddande atmosfär. - Jämförbar mekanisk stabilitet vid höga temperaturer (sträckgräns ~ 600-700 MPa i temperaturområdet från rumstemperatur och upp till 750 °C). - Minst 5% förbättring av specifik styrka (styrka i förhållande till densitet) upp till 750 °C. - Förstudie av legeringens varmkorrosionsbeständighet. - Preliminär produktionskostnadsbedömning jämfört med referenslegering.

Resultat och förväntade effekter

Resultat: - 13 legeringar göts och värmebehandlades för optimering av de mekaniska egenskaperna. - Entropin hos alla modifierade legeringar var högre än referenslegeringen. Minst fem legeringar nådde entropi >1,5R (HEA). - Sträckgräns väl över 700 MPa från rumstemperatur och upp till 750 °C. - Förbättrad specifik styrka (styrka i förhållande till densitet) på mellan 12% och ca. 25% vid såväl rumstemperatur som förhöjda temperaturerer på upp till 750 °C. - Polarisationskorrosionstest utfördes på utvalda legeringar. - Preliminär produktionskostnadsuppskattning genomfördes.

Upplägg och genomförande

Det formulerade fortsättningskriteriet var> 5% förbättring i specifik styrka hos referenslegeringen (Ni-bas(super)legering) vid rumstemperatur och förhöjda temperaturer. För vissa legeringar förbättrades den specifika styrkan med mellan 12% och ca. 25% vid såväl rumstemperatur som förhöjda temperaturer upp till 750 °C. Detta var ett lovande resultat av genomförbarhetsstudien som påvisar en stor potential för utveckling av superlegeringar med det föreslagna konceptet. Resultaten uppfattades som mycket tillfredsställande och projektkonsortiet kommer därför att ansöka om fortsättning i ett fullskaleprojekt.