Klassificering och användning av nickellegeringar
nickeloch nickellegeringar, tack vare sina utmärkta egenskaper som korrosionsbeständighet, högtemperaturbeständighet och hög hållbarhet, spelar en oumbärlig roll i många viktiga industriområden. Följande tabell sammanfattar deras huvudkategorier, typiska betyg och kärnprogram för att hjälpa dig snabbt att förstå.
Klassificering
Typiska klasser/serier
Huvudkemisk sammansättning Egenskaper
Kärnfunktioner
Användning
Ren nickel
Ni 200/201 (CZ100)
Ni ≥ 99,0%
Utmärkta mekaniska egenskaper och utmärkt korrosionsbeständighet, särskilt motstånd mot stark alkalisk korrosion; har också speciella magnetiska och elektriska egenskaper
Utrustning för livsmedelsbearbetning, tillverkningsutrustning för konstgjorda fibrer, behandlingsutrustning för kaustisk natron, elektroniska rörmaterial.
Nickel-kopparlegering
Monel 400 (M35-1)
Ni ~ 67%, Cu ~ 30%
Det har utmärkt korrosionsbeständighet i att minska medier, särskilt motstånd mot fluorvätesyra och fluoridkorrosion; den har hög styrka och god plasticitet.
Skeppspumpaxlar, propeller, rörledningar i kemiindustrin, ventiler och oljebrunnsutrustning
Nickel-krom-järnlegering
Inconel 600 (N3M)
Ni > 72%, Cr 14-17%
Bra prestanda i oxiderande miljö, motståndskraftig mot oxidation och kolning vid hög temperatur; utmärkt prestanda i högtemperaturhalogenmiljö
Fettsyra bearbetning, stark alkaliproduktion, organisk kloridbearbetning, värmebehandlingsutrustning som ugnsrullar.
Nickel-krom-molybden legering
Hastelloy C-276 (CW12MW)
Ni balans, Cr ~ 16%, Mo ~ 16%
En mångsidig korrosionsbeständig legering med utmärkt korrosionsbeständighet i både oxiderande och reducerande atmosfärer, och motstånd mot pitting korrosion, sprickorrossion och spänningskorrosionsspricka.
Reaktorer, rörledningar, rökgasavsvavelansystem, avfallsbehandlingsutrustning inom den kemiska och petrokemiska industrin
Nickel-molybden legering
Hastelloy B-2
Ni balans, Mo ~ 28%
Det har utmärkt korrosionsbeständighet under reducerande förhållanden (såsom saltsyra och svavelsyra) och är ett av de bästa materialen som är resistenta mot saltsyrakorrossion.
Kemisk utrustning för bearbetning av saltsyra, svavelsyra och eddiksyra.
Nickelbaserad superlegering
Nconel 718, Nimonic-serien
Innehåller mer än tio element som Cr, Co, Al, Ti, W, Mo, etc.
Översiktlig högtemperaturstyrka, upprätthållande av hög styrka, utmärkt krypbeständighet, trötthetsbeständighet och oxidationsbeständighet över 540 ℃, särskilt vid höga temperaturer på 650 ~ 1000 ℃
Flygplatsmotorblad, raketmotordelar, kärnreaktordelar, högtemperaturdelar av energiomvandlingsutrustning
Nickelbaserade precisionslegeringar
Permanlegering (Ni ~ 80%), nickel-krom elektrisk värmelegering (Cr ~ 20%)
Lägg till specifika element baserade på prestandakrav
Har speciella fysikaliska egenskaper som hög magnetisk permeabilitet, hög motståndskraft, konstant temperaturkoefficient för motstånd eller hög värmemotstånd
Elektronisk industri järnkärna (mjuk magnetisk legering), motstånd (precisionsmotståndslegering), elektriskt värmerör (elektrisk värmelegering)
Andra funktionella legeringar
Nickel-titan form minneslegering
Ni ~ 50%, Ti ~ 50%
Med formminneseffekt och super elasticitet
Rymdfartyg självutplaceringsstrukturer, medicinska interventionsapparater, artificiella hjärtmotorer
En djupare förståelse av egenskaperna hos nickellegeringar
Tabellen ger en grundläggande översikt över nickellegeringsfamilien. För att förstå deras styrka kan vi fördjupa oss i följande aspekter:
Stärka mekanismer och prestandagrunder
Den exceptionella prestandan hos nickelbaserade legeringar, särskilt högtemperaturlegeringar, härrör från komplex legering och exakt mikrostrukturell kontroll. Den ansiktscentrade kubiska (FCC) nickelmatrisen kan lösa upp ett stort antal legeringselement (såsom krom, molybden, kobolt och volfram), vilket förbättrar matrisstyrkan genom fast lösningsförstärkning. Viktigare, tillsatsen av element som aluminium,titan .html> titanoch niobium kan utfälla dispergerade, nanoskala, ordnade intermetalliska föreningar förstärkande faser, såsom γ 'fas, inom matrisen. Dessa faser, sammanhängande med matrisen, effektivt hindra dislokationsrörelse, vilket gör det möjligt för legeringen att bibehålla hög styrka även vid extremt höga temperaturer nära smältpunkten. Tillägget av korngränsförstärkande element (såsom bor och zirkonium) hjälper till att förbättra korngränsstyrkan vid höga temperaturer.
Korrosionsmotståndsmekanismer
Nickel har i sig utmärkt korrosionsbeständighet, särskilt i kloridmiljöer där den erbjuder överlägsen motståndskraft mot spänningskorrosionssprickor jämfört med rostfritt stål. Tillsatsen av krom bildar en tät Cr ₂O₃ skyddsfilm på legeringsytan, vilket ger utmärkt korrosionsbeständighet i oxiderande miljöer (t.ex. salpetersyra och syrehållande atmosfärer). Tillsatsen av stora mängder molybden och krom förbättrar avsevärt legeringans korrosionsbeständighet i reducerande miljöer (såsom saltsyra, svavelsyra) och blandade miljöer, effektivt motstår gropar och sprickorrossion orsakad av klorider. Nickel-kopparlegeringar utmärker sig i fluorvätesyra, vätefluorid och reducerande syror.
Sträng tillverkning och kvalitetskontroll
Eftersom nickellegeringar ofta används i extremt tuffa miljöer är deras tillverknings- och kvalitetskontrollstandarder extremt stränga. Till exempel för nickelbaserade legeringsgjutningar som används i industriella ventiler specificerar nationella standarder detaljerade smältnings-, gjutnings- och värmebehandlingsprocesser samt stränga krav på kemisk sammansättning, mekaniska egenskaper, icke-destruktiv provning (röntgenprovning och penetrantprovning) och intergranulär korrosionsbeständighet för att säkerställa säkerhet och tillförlitlighet.
Sammanfattning och val av ansökan
Sammanfattningsvis är nickellegeringar en familj av nyckelmaterial med starka prestanda och ett brett spektrum av applikationer. Nyckeln till att välja rätt nickellegering ligger i att förstå applikationens kärnkrav:
För applikationer som utsätts för hög temperatur, högt tryck och betydande mekanisk belastning, såsom flygplansmotorer, är nickelbaserade högtemperaturlegeringar det föredragna valet.
För korrosionsskydd i tuffa kemiska miljöer, såsom kemiska reaktorer, bör lämplig nickelbaserad korrosionsbeständig legering väljas utifrån huruvida mediet oxiderar eller reducerar.
Om specialiserade fysikaliska egenskaper, såsom specifika magnetiska eller elektriska egenskaper, önskas, bör nickelbaserade precisionslegeringar övervägas.
Vi hoppas att denna detaljerade översikt hjälper dig bättre att förstå och tillämpa nickel och nickellegeringar. Om du har ett specifikt tillämpningsscenario i åtanke kan vi diskutera detta på djupet.
