โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักคือโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นองค์ประกอบที่โครงสร้างสร้างขึ้น และเป็นโครงสร้างที่กำหนดประเภท องค์ประกอบฐานไม่ได้ถูกเลือกเนื่องจากคุณสมบัติของตัวมันเองมากเท่ากับความจริงที่ว่าองค์ประกอบนั้นจะกักเก็บองค์ประกอบอื่น ๆ จำนวนมากไว้ในสารละลายโดยไม่ต้องเปลี่ยนรูปแบบผลึก นั่นคือสิ่งที่ทำให้ครอบครัวกว้างใหญ่มาก และยังเป็นเหตุให้ครอบครัวไม่สามารถอธิบายได้ด้วยรายการคุณสมบัติเพียงรายการเดียว
จะต้องมีการตัดสินความแตกต่างประการหนึ่งก่อนหมวดหมู่ต่างๆ เนื่องจากเป็นที่มาของความสับสนส่วนใหญ่ในเรื่องนี้ โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักนั้นกว้างกว่าโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงหรือที่เรียกว่า ซูเปอร์อัลลอยด์ เป็นประเภทที่กำหนดโดยอุณหภูมิการใช้งาน: คำจำกัดความที่เผยแพร่คือโลหะผสมที่สามารถใช้งานได้สูงกว่าอุณหภูมิหลอมเหลวสัมบูรณ์ประมาณ 0.7 โดยที่ความต้านทานการคืบและการเกิดออกซิเดชันเป็นเกณฑ์การออกแบบที่ควบคุม ซูเปอร์อัลลอยด์ถูกสร้างขึ้นบนฐานเหล็ก ฐานโคบอลต์ หรือฐานนิกเกิล ดังนั้นฐานนิกเกิลจึงเป็นทางเลือกหนึ่งภายในประเภทนั้น และประเภทดังกล่าวไม่ใช่ชั้นของโลหะวิทยานิกเกิลทั้งหมด
นิกเกิลบริสุทธิ์และโลหะผสมนิกเกิล-ทองแดงเป็นโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นหลักซึ่งไม่ใช่ซูเปอร์อัลลอยด์ โลหะผสมที่มีความแม่นยำซึ่งเป็นเกรดแม่เหล็กอ่อนเป็นที่คุ้นเคยมากที่สุดนั้นอยู่นอกระดับอุณหภูมิเช่นกัน ตระกูลหน่วยความจำรูปร่างก็เช่นกัน การใช้คำทั้งสองเหมือนคำพ้องความหมายทำให้หมวดหมู่ด้านล่างไม่สามารถระบุได้อย่างแม่นยำ และส่วนหลังจากส่วนนี้ให้แยกออกจากกัน
เมทริกซ์คือสิ่งที่มีชื่อ หากเฟสต่อเนื่องในวัสดุสำเร็จรูปคือนิกเกิล โลหะผสมนั้นก็จะมีส่วนผสมของนิกเกิล ไม่ว่าองค์ประกอบอื่นๆ จะเป็นเช่นไร และจะใช้งานในลักษณะใดก็ตาม ช่วงองค์ประกอบจึงมีมากมาย เนื่องจากกลุ่มผลิตภัณฑ์ครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่นิกเกิลบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ที่ 99.6 % ไปจนถึงซูเปอร์อัลลอยชุบแข็งด้วยการตกตะกอนด้วยการเติมเพิ่มเติมโดยเจตนาอีกนับสิบ
| ฐานของเมทริกซ์ | สิ่งที่ฐานนั้นมีส่วนช่วย | ที่ไหนก็เลือก. |
|---|---|---|
| เหล็ก | ราคาถูกและใช้งานได้ดี และมีอุณหภูมิเพียงพอถึงปานกลาง เมทริกซ์สามารถเปลี่ยนรูปได้ ซึ่งกำหนดเพดานว่าโลหะผสมจะทนต่อได้มากน้อยเพียงใดก่อนที่คุณสมบัติจะไม่เสถียร | ชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดใหญ่ที่ต้นทุนมีความสำคัญมากกว่าช่วงอุณหภูมิด้านบน |
| โคบอลต์ | มีจุดหลอมเหลวสูงและทนทานต่อความล้าจากความร้อนได้ดี โดยมีเมทริกซ์ที่ต้านทานการอ่อนตัวลงซึ่งโลหะผสมที่ผ่านการชุบแข็งด้วยการตกตะกอนทนทุกข์ทรมานที่ระดับบนสุดของช่วง | ส่วนที่ร้อนซึ่งต้องทนต่อการหมุนเวียนของความร้อนและงานที่ต้องเผชิญการสึกหรอ |
| นิกเกิล | เมทริกซ์ที่ไม่เปลี่ยนรูปแบบผลึกจากอุณหภูมิห้องเป็นการหลอมละลาย ซึ่งช่วยให้สามารถเติมอัลลอยด์จำนวนมากได้โดยไม่ทำให้โครงสร้างไม่เสถียร คำแนะนำที่เผยแพร่สำหรับงานเครื่องยนต์อากาศยานทำให้นิกเกิลเหนือกว่าอีกสองฐานสำหรับการปฏิบัติหน้าที่นั้น | หน้าที่ที่หลากหลายที่สุดในตระกูล ตั้งแต่บริการการกัดกร่อนไปจนถึงชิ้นส่วนที่หมุนได้ร้อนที่สุด |
จุดเชิงโครงสร้างที่ทุกสิ่งทุกอย่างตามมานั้นง่ายต่อการระบุ นิกเกิลเป็นลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง และจะยังคงเป็นลูกบาศก์ที่มีใบหน้าอยู่ตรงกลาง ไม่มีการเปลี่ยนแปลงแบบ allotropic ระหว่างอุณหภูมิห้องและจุดหลอมเหลว ดังนั้นการให้ความร้อนแก่โลหะผสมนิกเกิลจึงไม่เปลี่ยนการจัดเรียงโครงตาข่าย
เหล็กจะแปลงร่าง ความแตกต่างดังกล่าวคือเหตุใดฐานนิกเกิลจึงทนต่อสารเคมีที่ฐานเหล็กไม่สามารถทำได้ กล่าวคือ ธาตุต่างๆ สามารถเพิ่มเข้าไปในเมทริกซ์ในปริมาณมากซึ่งจะไม่จัดเรียงใหม่ข้างใต้ธาตุเหล่านั้น ผลที่ตามมาสำหรับผู้ซื้อคือเหตุผลที่โลหะผสมตระกูลเดียวสามารถขยายหน้าที่การกัดกร่อน งานไฟฟ้า และหน้าที่อุณหภูมิสูงได้ โดยที่โลหะวิทยาไม่ขัดแย้งกัน
ขีดจำกัดที่สามารถเพิ่มได้ไม่ใช่จำนวนคงที่ เมื่อโลหะผสมเริ่มที่จะโยนเฟสที่ไม่เคยตั้งใจออกไป และอันที่ควรหลีกเลี่ยงก็เป็นที่ทราบกันดี พวกมันมีความเปราะบางในตัวเอง และพวกมันจะกำจัดองค์ประกอบที่เพิ่มเข้ามาเพื่อเสริมความแข็งแกร่งออกจากเมทริกซ์ ดังนั้นความเสียหายจึงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
| เฟสที่ก่อตัว | ตัวละครของมัน | เหตุใดจึงไม่เป็นที่ต้อนรับ |
|---|---|---|
| ซิกมา | เฟสปิดทอพอโลยี อะตอมของมันจะเก็บลำดับการเรียงซ้อนของโลหะที่อัดแน่น แต่ไม่ได้อัดแน่นกัน | อธิบายไว้ในวรรณกรรมที่ตีพิมพ์ว่าเป็นอันตรายที่สุดในกลุ่ม เปราะ และจะดึงโครเมียมและโมลิบดีนัมออกจากเมทริกซ์ |
| หมู่ | อีกเฟสหนึ่งที่อัดแน่นเชิงทอพอโลยี ก่อตัวเป็นแผ่น | แผ่นจะปรากฏเป็นเข็มในส่วนต่างๆ และลดความเหนียวและอายุการแตกร้าวของคืบ |
| ลาเวส | เฟสปิดทอพอโลยีที่เกี่ยวข้องกับไนโอเบียมและการเติมที่คล้ายกัน | กลไกการเกิดอันตรายแบบเดียวกัน: เปราะอยู่กับที่ และทำให้เมทริกซ์หมดสิ้นลง |
| คาร์ไบด์อยู่ที่ขอบเขต | ไม่ได้เป็นอันตรายเสมอไป MC และคาร์ไบด์ที่เกี่ยวข้องจะปักหมุดขอบเขตของเกรนและลดการเลื่อนไปตามขอบเกรน | มีประโยชน์ที่ขอบเขต เป็นอันตรายเมื่อก่อตัวเป็นฟิล์มต่อเนื่องหรือหยาบในการให้บริการ |
ไม่มีกฎเกณฑ์ง่ายๆ สำหรับความเข้มข้นที่ปรากฏสิ่งเหล่านี้ คำแนะนำที่เผยแพร่คือต้องอ่านขีดจำกัดขององค์ประกอบจากแผนภาพเฟสสำหรับระบบเฉพาะหรือวัด ซึ่งเป็นสาเหตุที่ไม่สามารถเขียนข้อกำหนดจำเพาะของโลหะผสมโดยการเพิ่มองค์ประกอบที่เป็นประโยชน์และหยุดได้
การเสริมความแข็งแกร่งหมายถึงการทำให้การเคลื่อนที่ผ่านโครงตาข่ายยากขึ้น โลหะผสมนิกเกิลมีความเข้มแข็งขึ้นได้สองวิธี และเกรดเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ใช้ทั้งสองวิธี
อะตอมที่มีขนาดแตกต่างกันซึ่งนั่งอยู่ในโครงตาข่ายนิกเกิลจะบิดเบือนมันภายในและทำให้โครงตาข่ายเลื่อนยากขึ้น รายชื่อธาตุที่เผยแพร่ซึ่งทำหน้าที่ในลักษณะนี้ทั้งในเมทริกซ์และตะกอน ได้แก่ โคบอลต์ เหล็ก โครเมียม ไนโอเบียม แทนทาลัม โมลิบดีนัม ทังสเตน วานาเดียม ไทเทเนียม และอะลูมิเนียม ผลกระทบนั้นเกิดขึ้นจริงแต่เพียงเล็กน้อย และคงอยู่ทุกอุณหภูมิจนถึงจุดที่อะตอมเริ่มกระจายตัว
กลไกที่สองคือสิ่งที่ทำให้ครอบครัวมีนิสัยที่มีอุณหภูมิสูง และขึ้นอยู่กับความบังเอิญทางโครงสร้าง การเติมอะลูมิเนียมหรือไทเทเนียมลงในฐานนิกเกิลจะทำให้เกิดโครงสร้างจุลภาคแบบสองเฟส: เมทริกซ์ที่เขียนว่า γ โดยมีอนุภาคของเฟสระหว่างโลหะที่เขียนว่า γ′ และกระจายตัวผ่านนั้น ตาข่ายทั้งสองมีขนาดใกล้เคียงกันและเรียงเซลล์สำหรับเซลล์ ความสัมพันธ์ที่คำอธิบายที่เผยแพร่เรียกว่าคิวบ์-คิวบ์ และอนุภาคจึงสอดคล้องกับเมทริกซ์ในขณะที่มีขนาดเล็ก
ความบังเอิญนั้นก่อให้เกิดประโยชน์สามประการแยกกันในคราวเดียว ส่วนต่อประสานระหว่างทั้งสองเฟสมีพลังงานต่ำ ดังนั้นอนุภาคจึงต้านทานการแข็งตัว ซึ่งเป็นความเสถียรของโครงสร้างซึ่งมีความสำคัญที่อุณหภูมิ อนุภาคมีลำดับอะตอม และคำสั่งนั้นขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่ และเนื่องจากการทำให้หยาบถูกขับเคลื่อนโดยการลดพลังงานที่ผิวสัมผัส ส่วนเชื่อมต่อที่เชื่อมโยงกันจะทำให้กระบวนการช้าลงซึ่งอาจทำให้โลหะผสมอ่อนตัวลง
| เมทริกซ์, γ | การตกตะกอน γ' | |
|---|---|---|
| ขัดแตะ | ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางหน้า เรียกว่าลูกบาศก์-F | ลูกบาศก์ดั้งเดิม อธิบายว่าเป็นลูกบาศก์-P |
| การจัดเรียงอะตอม | คำตอบทึบที่มีการแจกแจงแบบสุ่ม | อะตอมของนิกเกิลที่กึ่งกลางหน้า อะตอมของอะลูมิเนียมหรือไทเทเนียมที่มุมลูกบาศก์ |
| องค์ประกอบ | ไม่คงที่ ซึ่งเป็นจุดของเมทริกซ์ | นิ3อัล, นี3ติหรือนิ3(อัล,ติ). ไม่ใช่ปริมาณสัมพันธ์อย่างเคร่งครัด เนื่องจากตำแหน่งงานว่างหรืออะตอมที่ถูกแทนที่จะทำให้อัตราส่วนในอุดมคติลดลง |
| มีอะไรอีกที่ละลายอยู่ในนั้น | การเพิ่มเติมโดยเจตนาส่วนใหญ่ | การแบ่งไนโอเบียม ฮาฟเนียม และแทนทาลัมเข้าไปในตะกอนเป็นพิเศษ |
| ความสัมพันธ์ของมันกับอีกฝ่าย | ก่อให้เกิดเฟสต่อเนื่อง | การวางแนวของลูกบาศก์-คิวบ์ ดังนั้นขอบเซลล์ของทั้งสองจึงขนานกันทุกประการ สอดคล้องกันในขณะที่อนุภาคมีขนาดเล็ก |
| มันทำอะไรเพื่อความแข็งแกร่ง | ให้ความคล่องตัว | มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงและเป็นเหตุผลที่ความแข็งแรงของโลหะผสมเหล่านี้ค่อนข้างไม่ไวต่ออุณหภูมิ |
อัตราส่วนอลูมิเนียมต่อไทเทเนียมเป็นเพียงการควบคุม ไม่ใช่รายละเอียด โดยจะกำหนดขนาดและสัญญาณของความไม่ตรงกันระหว่างโครงตาข่ายทั้งสอง และความไม่ตรงกันเชิงลบ ซึ่งก็คือการตกตะกอนกับเซลล์ที่เล็กกว่า จะช่วยส่งเสริมการก่อตัวของโครงสร้างแบบชั้นภายใต้ภาระ บัญชีที่เผยแพร่ตั้งข้อสังเกตว่าสิ่งนี้สามารถลดอัตราการคืบได้
การเพิ่มเติมกลุ่มที่สามไม่ได้ทำให้เมล็ดแข็งแรงขึ้นเลย โบรอนและเซอร์โคเนียมแยกออกจากกันตามขอบเขตของเกรน และการลดลงของพลังงานขอบเขตที่ตามมานั้นสัมพันธ์กับความแข็งแรงของการคืบที่ดีขึ้นและความเหนียวที่ดีขึ้น เมื่อความล้มเหลวอาจเกิดขึ้นจากการแยกเกรน องค์ประกอบการขึ้นรูปคาร์ไบด์มีพฤติกรรมสัมพันธ์กัน: คาร์ไบด์มีแนวโน้มที่จะตกตะกอนที่ขอบเขตและลดการเลื่อนไปตามพวกมัน
| บทบาท | องค์ประกอบต่างๆ | องค์ประกอบกำลังทำอะไรอยู่ |
|---|---|---|
| ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน | โครเมียม และอะลูมิเนียม | ก่อตัวเป็นเกล็ดออกไซด์ป้องกัน การเติมอิตเทรียมเล็กน้อยช่วยให้ตะกรันติดอยู่กับโลหะที่อยู่ด้านล่าง |
| การเสริมสร้างสารละลายที่เป็นของแข็ง | โคบอลต์ เหล็ก โครเมียม ไนโอเบียม แทนทาลัม โมลิบดีนัม ทังสเตน วาเนเดียม ไทเทเนียม อลูมิเนียม | บิดเบือนโครงตาข่ายทั้งในเมทริกซ์และตะกอน สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่กระทำในทั้งสองอย่าง |
| เกิดการตกตะกอน | อลูมิเนียมและไทเทเนียม ไนโอเบียมหรือวานาเดียมในเกรดที่ใช้ตะกอนอื่น ๆ | สร้างเฟสสั่งการที่ทนอุณหภูมิสูง |
| การเสริมสร้างขอบเขตของเมล็ดข้าว | โบรอนและเซอร์โคเนียม | แยกออกจากขอบเขตและลดพลังงานลง |
| การขึ้นรูปคาร์ไบด์ | คาร์บอนร่วมกับโครเมียม โมลิบดีนัม ทังสเตน ไนโอเบียม แทนทาลัม ไทเทเนียม และแฮฟเนียม | การตกตะกอนที่ขอบเขตและลดการเลื่อน โดยที่คาร์ไบด์จะต้องไม่ต่อเนื่องกัน |
สัดส่วนของเฟสที่ได้รับคำสั่งในโครงสร้างจุลภาคสามารถกำหนดได้ด้วยการบำบัดความร้อน และตัวเลขที่เผยแพร่จะแสดงให้เห็นว่าความต้องการเคลื่อนที่ไปไกลแค่ไหนตามงาน นี่เป็นตัวเลขที่มีประโยชน์ที่สุดเพียงหมายเลขเดียวบนหน้าเว็บสำหรับผู้ซื้อ เพราะมันอธิบายว่าทำไมโลหะผสมสองชนิดที่มีส่วนประกอบคล้ายกันจึงมาในอุณหภูมิที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
| หน้าที่ | เศษส่วนที่เผยแพร่ของเฟสที่สั่งซื้อ | นั่นหมายถึงอะไรสำหรับการจัดหา |
|---|---|---|
| ใบพัดกังหันสำหรับเครื่องยนต์อากาศยานที่ทำงานเกิน 1,000 °C | โดยทั่วไปแล้วสูงกว่า 0.6 | โครงสร้างจุลภาคถูกครอบงำโดยการตกตะกอน ชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกหล่อแทนที่จะเชื่อมเข้ากับชุดประกอบ และเหตุใดจึงมีเศษส่วนที่มีการตกตะกอนสูง |
| ใช้งานที่อุณหภูมิประมาณ 750 °C โดยใช้การเชื่อมเพื่อประกอบชิ้นส่วน | ประมาณ 0.2 | เพียงหนึ่งในห้าของโครงสร้างจุลภาคเท่านั้นที่ต้องอยู่ในระยะที่เรียงลำดับ ส่วนที่ต่ำกว่าจะทำให้มีความเหนียวเพียงพอสำหรับการเชื่อมชิ้นส่วน ซึ่งเกรดที่มีการตกตะกอนสูงไม่น่าเชื่อถือ |
แหล่งกำเนิดเดียวกันจะให้อุณหภูมิที่กลไกนั้นเริ่มล้มเหลว ความแข็งแกร่งในโลหะผสมเหล่านี้ไม่ไวต่ออุณหภูมิจนถึงจุดหนึ่งอย่างน่าทึ่ง และตัวเลขที่เผยแพร่สำหรับขีดจำกัดคือประมาณ 600 °C ซึ่งเกินกว่าการกระตุ้นด้วยความร้อนก็เพียงพอสำหรับการเคลื่อนตัวเพื่อผ่านสิ่งกีดขวาง นั่นคือเหตุผลที่เศษส่วนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วสำหรับการใช้งานที่ร้อนแรงที่สุด ไม่ใช่เพราะว่าอัลลอยด์ถูกทำให้แข็งขึ้น
หมวดหมู่ด้านล่างนี้จัดเรียงตามบริการที่ซื้อโลหะผสม ซึ่งเป็นวิธีการสั่งซื้อวัสดุ แต่ละองค์ประกอบเป็นชุดองค์ประกอบที่แตกต่างกันซึ่งทำงานต่างกัน และคอลัมน์อุณหภูมิเป็นส่วนที่มักระบุผิดบ่อยที่สุด
| หมวดหมู่ | สิ่งที่กำหนดมัน | องค์ประกอบที่นำพามัน | ตัวละครอุณหภูมิ |
|---|---|---|---|
| ทนความร้อน | ความแข็งแรงและระดับออกไซด์ป้องกันจะคงอยู่ที่อุณหภูมิ โดยมีความต้านทานการคืบคลานเป็นเกณฑ์ในการควบคุม | โครเมียมและอะลูมิเนียมสำหรับเครื่องชั่ง อะลูมิเนียมและไทเทเนียมสำหรับตกตะกอน โลหะทนไฟในสารละลาย | ชั้นเรียนที่ทำให้ครอบครัวมีชื่อเสียงโด่งดัง คำจำกัดความที่เผยแพร่ของซูเปอร์อัลลอยคือการบริการที่สูงกว่าประมาณ 0.7 ของอุณหภูมิหลอมเหลวสัมบูรณ์ |
| ทนต่อการกัดกร่อน | ความต้านทานต่อสารเคมีซึ่งเป็นปัญหาที่แตกต่างกันและไม่ต้องการความแข็งแรงสูง | ทองแดง โครเมียม และโมลิบดีนัม ตามสัดส่วนที่กำหนดโดยตัวกลาง | นิกเกิลบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์อยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของกลุ่มนี้ และเกรดนิกเกิล-โมลิบดีนัมอยู่ที่อีกด้านหนึ่ง ไม่มีสิ่งใดเลยที่เป็นโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง |
| ทนต่อการสึกหรอ | ความแข็งและความต้านทานต่อการสูญเสียวัสดุเมื่อสัมผัส โดยปกติที่อุณหภูมิเช่นกัน | โครเมียม โมลิบดีนัม และทังสเตน พร้อมด้วยคาร์ไบด์สำหรับเฟสแข็ง | คาร์ไบด์จะทำงาน เมทริกซ์จะยึดพวกมันไว้กับที่ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเกรดจึงถูกเลือกให้มากที่สุดเท่าที่เกรดจะไม่สูญเสียไปเท่ากับความแข็งแกร่งของมัน |
| ความแม่นยำ | การตอบสนองทางกายภาพที่มีการควบคุมอย่างแม่นยำแทนที่จะเป็นการตอบสนองทางกล คุณสมบัติที่ถูกควบคุมจะขึ้นอยู่กับความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็ก ความต้านทานไฟฟ้า หรือการขยายตัวทางความร้อนที่แอปพลิเคชันเปิดอยู่ | เกรดแม่เหล็กอ่อนมีนิกเกิลประมาณ 80 % ซึ่งให้ความสามารถในการซึมผ่านสูงพร้อมแรงบีบบังคับต่ำ | อ่านคุณสมบัติ ไม่ใช่อุณหภูมิ เกรดเหล่านี้ไม่ใช่วัสดุเทอร์ไบน์ และอุณหภูมิใกล้ 1,000 °C จัดอยู่ในประเภททนความร้อน ไม่ใช่ของเกรดนี้ |
| หน่วยความจำรูปร่าง | การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างคริสตัลแบบพลิกกลับได้ซึ่งจะทำให้ชิ้นส่วนกลับคืนสู่รูปร่างที่จดจำได้ | นิกเกิลและไทเทเนียมในสัดส่วนอะตอมที่เท่ากันโดยประมาณ | คุณสมบัติที่มีประโยชน์คืออุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงซึ่งกำหนดโดยอัตราส่วนขององค์ประกอบทั้งสองและเลือกไว้สำหรับการใช้งาน |
ไม่ และความแตกต่างจะมีความสำคัญเมื่อมีการเขียนข้อกำหนด ซูเปอร์อัลลอยถูกกำหนดโดยอุณหภูมิใช้งาน ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิหลอมเหลวสัมบูรณ์ประมาณ 0.7 โดยประมาณ และสามารถสร้างขึ้นบนฐานเหล็ก ฐานโคบอลต์ หรือฐานนิกเกิล โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักถูกกำหนดโดยเมทริกซ์: เฟสต่อเนื่องคือนิกเกิล นิกเกิลบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ โลหะผสมนิกเกิล-ทองแดง เกรดความแม่นยำแม่เหล็กอ่อน และโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง ล้วนเป็นโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นหลัก และไม่มีสิ่งใดเลยที่เป็นซูเปอร์อัลลอย
เพราะเมทริกซ์ไม่เปลี่ยนรูปผลึก นิกเกิลจะคงลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางหน้าไว้จากอุณหภูมิห้องจนถึงจุดหลอมเหลว โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงแบบ allotropic ในระหว่างนั้น จึงสามารถเติมโลหะผสมจำนวนมากได้โดยไม่ต้องจัดเรียงโครงสร้างใหม่ข้างใต้ การเปลี่ยนรูปของเหล็ก ซึ่งทำให้เคมีที่ฐานเหล็กต้องแบกรับไว้ก่อนที่คุณสมบัติจะไม่เสถียร
เมทริกซ์ที่เขียนว่า γ คือสารละลายลูกบาศก์แข็งที่มีศูนย์กลางหน้า โดยมีการกระจายตัวแบบสุ่มของอะตอม และเป็นเฟสต่อเนื่อง ตะกอนที่เขียนว่า γ′ เป็นสารประกอบระหว่างโลหะที่มีรูปแบบ Ni3อัลหรือนิ3(Al,Ti) ที่มีโครงตาข่ายลูกบาศก์แบบดั้งเดิม โดยมีนิกเกิลอยู่ที่กึ่งกลางหน้า และอะลูมิเนียมหรือไทเทเนียมอยู่ที่มุม โครงตาข่ายทั้งสองเรียงแถวกันระหว่างเซลล์ ซึ่งเรียกว่าความสัมพันธ์แบบคิวบ์-คิวบ์ และทำให้อนุภาคเชื่อมโยงกับเมทริกซ์ในขณะที่มีขนาดเล็ก
เอฟเฟกต์สามประการที่เสริมสร้างซึ่งกันและกัน ส่วนต่อประสานระหว่างทั้งสองเฟสมีพลังงานต่ำเนื่องจากมีโครงตาข่ายเข้ากัน ดังนั้นอนุภาคจึงต้านทานการแข็งตัวและโครงสร้างยังคงมีเสถียรภาพ อนุภาคมีลำดับอะตอม และคำสั่งนั้นขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่ และเนื่องจากการทำให้หยาบถูกขับเคลื่อนโดยการลดพลังงานที่ผิวสัมผัส ส่วนเชื่อมต่อที่เชื่อมโยงกันจะทำให้กระบวนการช้าลงซึ่งอาจทำให้โลหะผสมอ่อนตัวลง ข้อมูลที่เผยแพร่ยังแสดงให้เห็นถึงความเข้มแข็งที่เกือบจะราบเรียบโดยมีอุณหภูมิประมาณ 600 °C ก่อนที่การกระตุ้นด้วยความร้อนจะเกิดขึ้น
ไม่ ถึงขีดจำกัดแล้วเมื่อโลหะผสมเริ่มก่อตัวเป็นเฟสที่ไม่ได้ตั้งใจ และเฟสที่อัดแน่นด้วยโทโพโลยีเป็นเฟสที่ต้องจับตามอง ซิกมาได้รับการอธิบายไว้ในวรรณกรรมที่ตีพิมพ์ว่าเป็นอันตรายที่สุด ระยะเหล่านี้มีความเปราะในตัวเอง และยังกำจัดโครเมียม โมลิบดีนัม และองค์ประกอบที่คล้ายกันออกจากเมทริกซ์ด้วย ดังนั้นโลหะผสมจึงสูญเสียการเสริมความแข็งแกร่งที่มันแบกรับอยู่ รวมทั้งได้รับองค์ประกอบที่เปราะอีกด้วย ไม่มีกฎง่ายๆ สำหรับขีดจำกัด ซึ่งจะต้องอ่านจากแผนภาพเฟสของระบบหรือวัด
เป็นโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักซึ่งเลือกใช้สำหรับการตอบสนองทางกายภาพแทนที่จะเป็นโลหะผสมทางกล เกรดแม่เหล็กอ่อนที่ประมาณ 80 % นิกเกิลเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุด: คุณสมบัติที่ซื้อมีความสามารถในการซึมผ่านสูงพร้อมแรงบีบบังคับต่ำ ซึ่งทำให้วัสดุมีประโยชน์เป็นแกนกลางแทนที่จะเป็นชิ้นส่วนโครงสร้าง นั่นเป็นข้อกำหนดการออกแบบที่แตกต่างจากความต้านทานการคืบ และทั้งสองประเภทก็ระบุไว้ในรูปแบบที่แตกต่างกัน
โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นหลักเป็นโลหะผสมที่นิกเกิลก่อตัวเป็นเฟสต่อเนื่อง และเมทริกซ์นั้นเองที่ทำให้โลหะผสมอยู่ในตระกูล ไม่ใช่การประยุกต์ใช้ นิกเกิลถูกเลือกเป็นฐานเนื่องจากคงลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางหน้าไว้ตั้งแต่อุณหภูมิห้องจนถึงการหลอมละลาย ซึ่งช่วยให้โครงสร้างยอมรับการผสมได้มากกว่าที่ฐานเหล็กจะใช้ ความแข็งแกร่งมาจากองค์ประกอบที่อยู่ในสารละลายและจากตะกอนที่ได้รับคำสั่ง γ′ ซึ่งจัดเรียงเซลล์สำหรับเซลล์ด้วยเมทริกซ์และสอดคล้องกัน การเพิ่มขอบเขตเกรนและคาร์ไบด์จะทำงานที่ขอบเขต เศษส่วนที่มีประโยชน์ของตะกอนนั้นมีค่าตั้งแต่ประมาณ 0.2 โดยที่ชิ้นส่วนจะต้องเชื่อมที่อุณหภูมิประมาณ 750 °C ถึงมากกว่า 0.6 ในใบมีดที่ทำงานร้อนกว่า 1,000 °C
วัสดุที่ทำจากนิกเกิลนั้นจัดหามาจากฉางโจว มณฑลเจียงซูในหมวดหมู่ต่างๆ ข้างต้น: เกรดนิกเกิลและนิกเกิล-ทองแดงบริสุทธิ์ ตระกูลนิกเกิล-โครเมียมและเหล็กนิกเกิล-โครเมียม เกรดนิกเกิล-โมลิบดีนัมที่ทนต่อการกัดกร่อน โลหะผสมต้านทานและความร้อน และเกรดความแม่นยำในแท่ง ลวด แถบ แผ่นและท่อ โรงงานได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO 9001 และได้รับการตรวจสอบโดย SGS ส่งสื่อบริการหรืออุณหภูมิบริการและแบบฟอร์มที่ต้องการแล้วหมวดตามนั้น
ตัวเลขและคำอธิบายโครงสร้างที่ยกมาเป็นค่าที่เผยแพร่และไม่ใช่ข้อจำกัดในการยอมรับ เศษส่วนของการตกตะกอนและขีดจำกัดของการผสมขึ้นอยู่กับเคมีแต่ละชนิด การอบชุบ และขนาดหน้าตัด และไม่มีกฎทั่วไปใดมาแทนที่แผนภาพเฟสสำหรับระบบที่เกี่ยวข้อง การยอมรับวัสดุที่จัดส่งจะขึ้นอยู่กับใบรับรองการทดสอบของโรงงานสำหรับความร้อนที่จ่ายไป