سختی یا Hardness، به عنوان قابلیت یک ماده در مقاومت در برابر تغییر شکل دائم یا نفوذ یک نفوذکننده به سطح آن تعریف می‌شود.

به عبارت دیگر، سختی میزان مقاومت سطح ماده در برابر تغییر شکل پلاستیک (غیرالاستیک) است.

از آنجایی که در هنگام تست میزان سختی ماده، نفوذکننده به سطح فشار داده می‌شود،

سختی را می‌توان به عنوان میزان مقاومت ماده در برابر نیروی فشاری نیز تعریف کرد.

هرچه سختی یک ماده بیشتر باشد، دیرتر خراش برمی‌دارد و الماس از سخت‌ترین مواد طبیعی شناخته شده است.

این ویژگی، علی‌رغم سادگی ظاهری، از مفاهیم بنیادین علم مواد و مهندسی مکانیک به شمار می‌رود. نباید سختی (Hardness)، سفتی (Stiffness) و استحکام (Strength) را با یکدیگر اشتباه گرفت و به جای یکدیگر استفاده نمود.

شناخت اختلاف و تفکیک این سه مفهوم از یکدیگر، از اصول بنیادین مهندسی مکانیک است.

سفتی معیاری برای تعیین تمایل یک ماده به برگشت به شکل اولیه خود پس از تغییر شکل توسط یک نیرو می‌باشد.

استحکام تعیین می‌کند که یک ماده چقدر می‌تواند تنش را قبل از تغییر شکل دائم یا شکست تحمل کند.

اینکونل 738Lc -بررسی علل شکست یک پره توربین گازی از جنس سوپرآلیاژ اینکونل 738Lc

توربین های گازی نقش بسیار مهمی در نیروگاههای کشور به منظور تولید برق برعهده دارند.

و پره ها از حساس ترین قطعات توربین های گازی به شمار می روند. خرابی پره ها در یک توربین گاز منجر به وارد آمدن خسارت به ردیف های بعدی توربین. و خاموشی نیروگاه خواهد شد.

که می تواند هزینه های زیادی را در پی داشته باشد. در مقاله حاضر علل شکست پره توربین گازی GE-F5 با انجام آزمایشات مکانیکی و متالورژیکی مورد بررسی قرار گرفته است.

ارائه راهکار

با توجه به بررسی انجام گرفته و نتایج حاصله می توان. به راهکارهای زیر به منظور پیشگیری از شکست پره اشاره کرد:

1- کنترل توقف و راه اندازی بیش از حد واحد.

2- استفاده از سوخت مصرفی با کیفیت بالا، زیرا وجود گوگرد زیاد در سوخت. باعث واکنش آن با کروم و مقاوت آلیاژ را کاهش می دهد.

3- تولید پره با روش انجماد جهت دار. در انجماد جهت دار مرزدانه های منتهی به سطح همواره موازی با راستای تنش کششی قرار می گیرند.

4- پوشش دهی پره.

سوپرآلیاژ ها؛ مواد استراتژیک صنایع پیشرفته ایران

سوپرآلیاژها یا ابرآلیاژها، مواد مهندسی با عملکرد استثنایی در دمای بالا (معمولاً بالای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد) هستند که بر پایه نیکل، کبالت یا آهن توسعه یافته‌اند.

این مواد با حفظ استحکام مکانیکی، مقاومت به خوردگی و پایداری در برابر اکسیداسیون در شرایط سخت، به انتخاب اول صنایع انرژی و هوافضا تبدیل شده‌اند.

مکانیزم استحکام‌بخشی اصلی آنها مبتنی بر فاز γ´ (گاما-پرایم) مانند Ni₃(Al,Ti) است که حرکت نابجایی‌ها را محدود می‌کند.

عناصری مانند کروم و آلومینیم نیز با تشکیل لایه‌های اکسید محافظ، دوام آنها را افزایش می‌دهند.

در صنایع ایران، سوپرآلیاژها نقشی حیاتی در توربین‌های گازی نیروگاه‌های سیکل ترکیبی (مانند پره‌های اینکونل ۷۳۸LC)، صنعت نفت و گاز (شیرهای فشارقوی اینکونل ۷۱۸) و صنایع دفاعی و هوافضا ایفا می‌کنند.

با این وجود، تولید داخلی این مواد با چالش‌هایی از جمله وابستگی به واردات مواد اولیه (نیکل، کبالت، رنیوم)، محدودیت دسترسی به فناوری‌های پیشرفته (به‌ویژه برای تولید تک‌بلورها) و کمبود نیروی متخصص روبرو است.

آینده این صنعت در ایران مستلزم سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه، بومی‌سازی تولید پره‌های توربین و ایجاد زنجیره کامل بازیافت است.

دستیابی به دانش فنی سوپرآلیاژها نه تنها یک پیشرفت فناورانه، بلکه عاملی برای افزایش امنیت انرژی و رقابت‌پذیری صنعتی کشور محسوب می‌شود.

کبالت -Cobalt یک عنصر شیمیایی با نماد Co و عدد اتمی 27 است.مانند نیکل، کبالت در پوسته زمین فقط به صورت ترکیبات شیمیایی یافت می شود. به جز رسوبات اندکی که در آلیاژهای آهن متوریک طبیعی وجود دارد. کبالت خالص که توسط گدازگری احیائی تولید مشود. فلزی سخت، براق و خاکستری نقره ای است.از رنگدانه های آبی پایه کبالت (آبی کبالت) از زمان های بسیار قدیم برای جواهرات و رنگ ها. و دادن رنگ متمایز آبی به شیشه استفاده می شده است.