Класификация и използване на никелови сплави
никели никелови сплави, благодарение на отличните си свойства като устойчивост на корозия, устойчивост на високи температури и висока якост, играят незаменима роля в много ключови индустриални области. Следващата таблица обобщава основните им категории, типичните оценки и основните приложения, за да ви помогне бързо да получите разбиране.
Класификация
Типични класове/серии
Основни характеристики на химическия състав
Основни характеристики
Използвания
Чист никел
Ни 200/201 (CZ100)
Ни ≥ 99,0%
Отлични механични свойства и отлична устойчивост на корозия, особено устойчивост на силна алкална корозия; има специални магнитни и електрически свойства
Оборудване за преработка на храни, оборудване за производство на изкуствени влакна, оборудване за обработка на каустична сода, материали за електронни тръби.
Никелово-медна сплав
Монел 400 (M35-1)
Ни ~ 67%, Cu ~ 30%
Той има отлична устойчивост на корозия при намаляване на средата, особено устойчивост на флуороводородна киселина и флуоридна корозия; има висока якост и добра пластичност.
Корабни помпови валове, винтове, тръбопроводи в химическата промишленост, клапани и оборудване за нефтени кладенци
Сплав никел-хром-желязо
Инконел 600 (N3M)
Ни > 72%, Cr 14-17%
Добра производителност в окислителна среда, устойчива на високотемпературно окисляване и карбуризация; отлична производителност в високотемпературна халогенна среда
Преработка на мастни киселини, силно производство на алкали, обработка на органични хлориди, оборудване за топлинна обработка като ролки за печка.
Никел-хром-молибден сплав
Хастелой C-276 (CW12MW)
Ни баланс, Cr ~ 16%, Mo ~ 16%
Универсална устойчива на корозия сплав с отлична устойчивост на корозия както в окисляваща, така и в намаляваща атмосфера, както и устойчивост на корозия на дупки, корозия на пукнатини и напукане на напрежение.
Реактори, тръбопроводи, системи за обезсяряване на димни газове, оборудване за обработка на отпадъци в химическата и нефтохимическата промишленост
Никелово-молибденова сплав
Хастелой Б-2
Ни баланс, Mo ~ 28%
Той има отлична устойчивост на корозия при намаляващи условия (като солна киселина и сярна киселина) и е един от най-добрите материали, устойчиви на корозия с солна киселина.
Химическо оборудване за обработка на солна киселина, сярна киселина и оцетна киселина.
Суперсплав на база никел
Nconel 718, серия Nimonic
Съдържа повече от десет елемента като Cr, Co, Al, Ti, W, Mo и др.
Превъзходяща устойчивост на висока температура, поддържане на висока якост, отлична устойчивост на пълзане, устойчивост на умора и устойчивост на окисление над 540 ℃, особено при високи температури от 650 ~ 1000 ℃
Остриета за двигатели на самолети, части за ракетни двигатели, части за ядрени реактори, части за високотемпературно оборудване за преобразуване на енергия
Прецизни сплави на база никел
Постоянна сплав (Ni ~ 80%), никел-хром електрическа отоплителна сплав (Cr ~ 20%)
Добавяне на специфични елементи въз основа на изискванията за производителност
Притежаващи специални физически свойства като висока магнитна проницаемост, висока съпротивленост, постоянно температурно коефициент на съпротивление или висока топлоустойчивост
Електронна промишленост желязно ядро (мека магнитна сплав), резистор (прецизна сплав на съпротивата), електрическа отоплителна тръба (електрическа отоплителна сплав)
Други функционални сплави
Никел-титан форма памет сплав
Ни ~ 50%, Ти ~ 50%
С ефект на памет на формата и супер еластичност
Структури за саморазполагане на космически кораби, медицински интервенционни устройства, изкуствени сърдечни двигатели
По-задълбочено разбиране на свойствата на никеловите сплави
Таблицата предоставя основен преглед на семейството от никелови сплави. За да разберем тяхната сила, можем да се задълбочим в следните аспекти:
Засилване на механизмите и основните принципи на ефективността
Изключителните характеристики на сплавите на базата на никел, особено високотемпературните сплави, произтичат от сложното сплавване и прецизния микроструктурен контрол. Лицецентрираната кубична (FCC) никелова матрица може да разтвори голям брой сплавни елементи (като хром, молибден, кобалт и волфрам), повишавайки якостта на матрицата чрез укрепване на твърдия разтвор. По-важното е добавянето на елементи като алуминий,титан .html> титани ниобият може да осади диспергирани, наномащабни, наредени интерметални съединения, укрепващи фази, като γ' фаза, в рамките на матрицата. Тези фази, съгласувани с матрицата, ефективно възпрепятстват движението на дислокацията, което позволява на сплавта да поддържа висока якост дори при изключително високи температури близо до точката на топене. Добавянето на укрепващи елементи за границата на зърното (като бор и цирконий) помага за подобряване на границата на зърното при високи температури.
Механизми за устойчивост на корозия
Никелът по същество притежава отлична устойчивост на корозия, особено в хлоридна среда, където предлага по-добра устойчивост на напрежение на корозия в сравнение с неръждаема стомана. Добавянето на хром образува плътен Cr ₂O₃ защитен филм върху повърхността на сплавата, придаващ отлична устойчивост на корозия в окисляващи среди (като азотна киселина и кислородни атмосфери). Добавянето на големи количества молибден и хром значително подобрява корозионната устойчивост на сплавта в намаляващи среди (като солна киселина, сярна киселина) и смесени среди, ефективно устоявайки на корозията на дупки и пукнатини, причинена от хлориди. Никелово-медни сплави се отличават в флуороводородната киселина, флуороводорода и редуциращите киселини.
Строго производство и контрол на качеството
Тъй като никеловите сплави често се използват в изключително сурови среди, техните стандарти за производство и контрол на качеството са изключително строги. Например за лития от сплави на база никел, използвани в промишлени клапани, националните стандарти определят подробни процеси на топене, литие и топлинна обработка, както и строги изисквания за химически състав, механични свойства, неразрушителни изпитвания (рентгенографски и проникващи изпитвания) и междугранулна устойчивост на корозия, за да се гарантира безопасност и надеждност.
Резюме и избор на приложение
На кратко, никеловите сплави са семейство от ключови материали с силна производителност и широк спектър от приложения. Ключът към избора на правилната никелова сплав е в разбирането на основните изисквания на приложението:
За приложения, подложени на висока температура, високо налягане и значително механично напрежение, като например самолетни двигатели, високотемпературните сплави на базата на никел са предпочитаният избор.
За защита от корозия в сурови химични среди, като химически реактори, следва да се избере подходящата устойчива на корозия сплав на базата на никел въз основа на това дали средата окислява или редуцира.
Ако се желаят специализирани физически свойства, като специфични магнитни или електрически характеристики, трябва да се обмислят прецизни сплави на базата на никел.
Надяваме се, че този подробен преглед ще ви помогне да разберете и прилагате по-добре никела и никеловите сплави. Ако имате предвид конкретен сценарий за приложение, можем да го обсъдим задълбочено.
