¿Qué es una Superaleación?
Las superaleaciones son un tipo de aleaciones desarrolladas para mantener sus propiedades incluso a temperaturas extremadamente altas, como 800 °C o superiores. Estos metales poseen una excelente resistencia al calor, gran dureza y resistencia a la oxidación.
Desde su primera aparición, se ha continuado con el desarrollo de superaleaciones, dando lugar a una amplia variedad de aleaciones con una destacada resistencia al calor.
En la actualidad, se están desarrollando tres tipos principales de aleaciones: las basadas en níquel (aleaciones base Ni), las basadas en cobalto (aleaciones base Co) y las basadas en hierro (aleaciones base Fe).
Además, el desarrollo de superaleaciones no se limita solo a estas tres aleaciones base, sino que también implica la adición de elementos como molibdeno, wolframio y titanio. Estas adiciones ayudan a mejorar aún más las propiedades de las superaleaciones.
Usos de las Superaleaciones
Las aleaciones con base de hierro y Fe son bien conocidas por su uso en motores de reactores y cohetes debido a su resistencia mecánica superior entre las superaleaciones.
Las superaleaciones con base de níquel también se utilizan en turbocompresores y microturbinas de gas debido a su resistencia similar a la de las aleaciones con base de Fe.
Además, las aleaciones a base de cobalto tienen una resistencia mecánica ligeramente inferior y se utilizan en turbinas de gas para álabes estáticos y en las bancadas de hornos de alta temperatura, etc. Las superaleaciones también se utilizan e investigan en diversos campos.
Características de las Superaleaciones
Antes del desarrollo de las superaleaciones, los metales conocidos por su resistencia al calor eran el acero inoxidable y el acero resistente al calor, los cuales se consideraba que mantenían sus propiedades hasta temperaturas de aproximadamente 500°C.
Inicialmente, se creía que los metales con alta resistencia al calor tenían puntos de fusión elevados, con el wolframio teniendo el punto de fusión más alto entre los metales principales, alcanzando los 3422°C, seguido por molibdeno, niobio, titanio, hierro, cobalto y níquel en orden descendente.
El titanio, que encabeza la lista, exhibe una excelente resistencia a la corrosión a temperatura ambiente, pero muestra una oxidación significativa a altas temperaturas, lo que limita su capacidad para mantener sus propiedades. Otros metales con puntos de fusión más altos que el titanio también presentan esta tendencia.
Por esta razón, se ha utilizado níquel, hierro y cobalto como base para desarrollar las superaleaciones, ya que son metales con puntos de fusión relativamente altos y son compatibles con aditivos. Se han realizado ajustes en las mezclas y otros factores para lograr tanto resistencia a la corrosión y oxidación a altas temperaturas como solidez.
Las superaleaciones siguen siendo objeto de desarrollo, mediante la modificación de las cantidades de diversos elementos en la mezcla y la búsqueda de mejoras adicionales en sus propiedades. También se están utilizando métodos como revestimientos resistentes al calor para mejorar aún más su rendimiento.