Klasifikace a použití slitin niklu
niklovéa slitiny niklu díky svým vynikajícím vlastnostem, jako je odolnost vůči korozi, odolnost vůči vysokým teplotám a vysoká pevnost, hrají nezbytnou roli v mnoha klíčových průmyslových oblastech. Následující tabulka shrnuje jejich hlavní kategorie, typické třídy a základní aplikace, které vám pomohou rychle porozumět.
Klasifikace
Typické třídy / série
Hlavní chemické složení Charakteristiky
Hlavní funkce
Použití
Čistý nikl
Ni 200/201 (100 Kč)
Ni ≥ 99,0 %
Vynikající mechanické vlastnosti a vynikající odolnost vůči korozi, zejména odolnost vůči silné alkalické korozi; má také zvláštní magnetické a elektrické vlastnosti
Zařízení pro zpracování potravin, zařízení pro výrobu umělých vláken, zařízení pro zpracování kaustické sody, materiály elektronických trubek.
Niklovo-měděná slitina
Monel 400 (M35-1)
Ni ~ 67%, Cu ~ 30%
Má vynikající odolnost vůči korozi při snižování médií, zejména odolnost vůči korozi kyseliny fluorovodinové a fluoridu; má vysokou pevnost a dobrou plasticitu.
Hřídele lodních čerpadel, vrtule, potrubí v chemickém průmyslu, ventily a zařízení pro ropné studny
Slitina niklu-chromu-železa
Inconel 600 (N3M)
Ni > 72%, Cr 14-17%
Dobrý výkon v oxidačním prostředí, odolný vůči oxidaci a karburizaci při vysokých teplotách; vynikající výkon ve vysokoteplotním halogenovém prostředí
Zpracování tukových kyselin, silná výroba alkalických látek, zpracování organických chloridů, zařízení pro tepelné zpracování, jako jsou válce pece.
Nikl-chrom-molybden slitina
Hastelloy C-276 (CW12MW)
Ni rovnováha, Cr ~ 16%, Mo ~ 16%
Všestranná slitina odolná vůči korozi s vynikající odolností vůči korozi jak v oxidační, tak v redukující atmosféře a odolností vůči korozi dír, korozi trhlin a napětí.
Reaktory, potrubí, systémy odsířování výkurových plynů, zařízení pro čištění odpadu v chemickém a petrochemickém průmyslu
Niklovo-molybdenová slitina
Hastelloy B-2
Ni rovnováha, Mo ~ 28%
Má vynikající odolnost vůči korozi za redukujících podmínek (jako je kyselina chlorovodíková a kyselina sírová) a je jedním z nejlepších materiálů odolných vůči korozi kyseliny chlorovodíkové.
Chemické zařízení pro zpracování kyseliny chlorovodíkové, kyseliny sírové a kyseliny octové.
Superslitina na bázi niklu
Nconel 718, série Nimonic
Obsahuje více než deset prvků, jako je Cr, Co, Al, Ti, W, Mo atd.
Vynikající pevnost při vysokých teplotách, zachování vysoké pevnosti, vynikající odolnosti vůči plazení, odolnosti vůči únavě a odolnosti vůči oxidaci nad 540 ℃, zejména při vysokých teplotách 650 ~ 1000 ℃
Lopaty motorů letadel, díly raketových motorů, díly jaderných reaktorů, díly pro převod energie při vysokých teplotách
Přesné slitiny na bázi niklu
Trvalá slitina (Ni ~ 80%), Nikl-Chrom elektrické ohřívací slitina (Cr ~ 20%)
Přidání konkrétních prvků na základě požadavků na výkon
Vlastní zvláštní fyzikální vlastnosti, jako je vysoká magnetická průpustnost, vysoká odpornost, konstantní teplotní koeficient odporu nebo vysoká tepelná odolnost
Elektronický průmysl železné jádro (měkká magnetická slitina), odpor (slitina přesného odporu), elektrická topná trubka (slitina elektrického topení)
Další funkční slitiny
Nikl-titan tvar paměťové slitiny
Ni ~50%, Ti ~50%
S efektem paměti tvaru a super pružností
Samoobslužné konstrukce kosmických lodí, lékařské intervenční zařízení, umělé srdeční motory
Hlubší pochopení vlastností slitin niklu
Tabulka poskytuje základní přehled rodiny slitin niklu. Abychom pochopili jejich sílu, můžeme se hlouběji podívat na následující aspekty:
Posílení mechanismů a základů výkonnosti
Výjimečný výkon slitin na bázi niklu, zejména slitin při vysokých teplotách, pochází z složitého slitování a přesné mikrostrukturální kontroly. Matice niklu středěná na tvář (FCC) může rozpustit velké množství slitinových prvků (jako je chrom, molybden, kobalt a wolfram), což zvyšuje pevnost matice posilováním pevného roztoku. Co je důležitější, přidání prvků, jako je hliník,titan .html> titana niob může zrážit rozptýlené, nanoměřítko, uspořádané fáze posilování intermetalických sloučenin, jako je γ 'fáze, uvnitř matrice. Tyto fáze, soudržné s matricí, účinně brání pohybu dislokace, což slitině umožňuje udržet vysokou pevnost i při extrémně vysokých teplotách v blízkosti bodu tání. Přidání prvků posilujících hranice zrna (jako je bor a zirkon) pomáhá zlepšit pevnost hranice zrna při vysokých teplotách.
Mechanizmy odolnosti proti korozi
Nikel vlastní vynikající odolnost vůči korozi, zejména v chloridových prostředích, kde nabízí vynikající odolnost vůči napětí koroze prasknutí ve srovnání s nerezovou ocelí. Přidání chromu tvoří hustý Cr ₂O₃ ochranný film na povrchu slitiny, který přináší vynikající odolnost vůči korozi v oxidačním prostředí (jako je kyselina dusná a atmosféra obsahující kyslík). Přidání velkých množství molybdenu a chromu výrazně zlepšuje odolnost slitiny vůči korozi v redukujících prostředích (jako je kyselina chlorovodíková, kyselina sírová) a smíšených prostředích, což účinně odolává korozi dír a trhlin způsobené chloridy. Slitiny niklu a mědi vynikají v kyselině fluorovodíkové, fluoridovém vodíku a redukujících kyselinách.
Přísná výroba a kontrola kvality
Protože slitiny niklu se často používají v extrémně drsných prostředích, jejich výrobní a kontrolní normy kvality jsou extrémně přísné. Například pro odlitky slitin na bázi niklu používané v průmyslových ventilech stanovují národní normy podrobné procesy tavení, odlitku a tepelného zpracování, jakož i přísné požadavky na chemické složení, mechanické vlastnosti, nedestruktivní zkoušky (radiografické a penetrační zkoušky) a odolnost vůči mezigranulární korozi, aby byla zajištěna bezpečnost a spolehlivost.
Shrnutí a výběr aplikace
Shrnutě řečeno, slitiny niklu jsou rodinou klíčových materiálů se silným výkonem a širokou škálou aplikací. Klíčem k výběru správné slitiny niklu je pochopení základních požadavků aplikace:
Pro aplikace vystavené vysoké teplotě, vysokému tlaku a významnému mechanickému napětí, jako jsou letadelní motory, jsou preferovanou volbou vysokoteplotní slitiny na bázi niklu.
Pro ochranu proti korozi v drsných chemických prostředích, jako jsou chemické reaktory, by se měla vybrat vhodná slitina odolná proti korozi na bázi niklu na základě toho, zda je prostředí oxidující nebo redukující.
Pokud jsou požadovány specializované fyzikální vlastnosti, jako jsou specifické magnetické nebo elektrické vlastnosti, je třeba zvážit přesné slitiny na bázi niklu.
Doufáme, že tento podrobný přehled vám pomůže lépe pochopit a aplikovat nikl a slitiny niklu. Pokud máte na mysli konkrétní scénář aplikace, můžeme o tom podrobně diskutovat.
