Visiškas nikelio lydinių išmanymas
Nikelio lydinys, kuriame yra kitų elementų, vadinamas nikelio lydiniu. Nikelis turi geras mechanines, fizines ir chemines savybes. Pridėjus atitinkamų elementų, galima pagerinti jo atsparumą oksidacijai, atsparumą korozijai, atsparumą aukštai temperatūrai ir pagerinti tam tikras fizines savybes. Nikelio lydiniai gali būti naudojami kaip elektroninių vamzdžių, tiksliųjų lydinių (magnetinių lydinių, tikslumo atsparumo lydinių, elektroterminių lydinių ir kt.), nikelio aukštos temperatūros lydinių, nikelio pagrindu pagamintų korozijai atsparių lydinių ir formos atminties lydinių medžiagos. Nikelio lydiniai plačiai naudojami energetikos plėtros, chemijos, elektronikos, navigacijos, aviacijos ir kosmoso sektoriuose.
Nikelis gali sudaryti įvairius lydinius su variu, geležimi, manganu, chromu, siliciu ir magniu. Tarp jų nikelio ir vario lydinys yra garsusis Monel lydinys. Jis turi didelį stiprumą, gerą plastiškumą ir stabilias chemines savybes atmosferoje, žemesnėje nei 750 laipsnių. Jis plačiai naudojamas elektros pramonėje, vakuuminiuose vamzdžiuose, chemijos pramonėje, medicinos įrangoje, navigacijos ir laivų statybos pramonėje.
1. Nikelio lydinio apibrėžimas
Nikelio lydiniai paprastai vadinami lydiniais, kurių Ni kiekis viršija 30 masės %. Įprastuose produktuose Ni kiekis viršija 50 masės %. Dėl savo aukščiausios temperatūros mechaninio stiprumo ir atsparumo korozijai jie bendrai vadinami superlydiniais kartu su geležies ir kobalto lydiniais (superlydinys) paprastai naudojamas aukštos temperatūros aplinkoje, viršijančioje 540 laipsnių, o skirtingos lydinių konstrukcijos parenkamos atsižvelgiant į naudojimo progoms. Jis dažniausiai naudojamas specialioje korozijai atsparioje aplinkoje, aukštos temperatūros korozijos aplinkoje ir įrangoje, kuriai reikalingas aukštos temperatūros mechaninis stiprumas. Dažnai naudojamas aviacijos, energetikos, naftos chemijos pramonėje arba specialioje elektronikos/optoelektronikos ir kitose srityse.
Taikymo sritys
Produkto reikalavimų charakteristikos
Produkto naudojimas
aviacijos ir kosmoso pramonė
Išlaiko gerą mechaninį stiprumą esant itin aukštai temperatūrai
Orlaivių varikliai, dujų turbinos, variklių vožtuvai
energetikos pramonė
Geras atsparumas aukštos temperatūros vulkanizacijai ir aukštos temperatūros oksidacijai
Krosnių dalys, izoliacija, terminio apdorojimo pramonė, naftos ir dujų pramonė
naftos chemijos pramonė
Atsparus vandeninių tirpalų (rūgšties, šarmo, chlorido jonų) korozijai
Gėlinimo įrenginiai, naftos chemijos perdavimo vamzdynai
Elektronikos / optoelektronikos bendroji pramonė
Paprastai atsparus korozijai arba aukštai temperatūrai, žemas atsparumas
Baterijų dėklai, švino rėmeliai, kompiuterių monitorių grotelės
2. Kilmė ir raida
Nikelio lydiniai buvo sukurti XX amžiaus trečiojo dešimtmečio pabaigoje. Pirmą kartą Jungtinė Karalystė pagamino nikelio lydinį Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) 1941 m.; siekiant pagerinti valkšnumo stiprumą, buvo pridėta Al kuriant Nimonic 80 (Ni-20Cr-2.5 Ti-1.3Al); viduryje Jungtinės Valstijos, ketvirtojo dešimtmečio pabaigoje Rusija, o viduryje - Kinija taip pat sukūrė nikelio lydinius. Nikelio lydinių kūrimas apima du aspektus, būtent lydinio sudėties tobulinimą ir gamybos technologijos naujoves.
Pavyzdžiui, šeštojo dešimtmečio pradžioje vakuuminio lydymo technologijos plėtra sudarė sąlygas rafinuoti nikelio pagrindu pagamintus lydinius, kuriuose yra daug Al ir Ti, todėl labai padidėjo lydinio stiprumas ir eksploatavimo temperatūra. Šeštojo dešimtmečio pabaigoje dėl turbinų menčių darbinės temperatūros padidėjimo lydiniai turėjo turėti didesnį atsparumą aukštai temperatūrai. Tačiau jei lydinio stiprumas būtų didelis, jį būtų sunku arba net neįmanoma deformuoti. Todėl tikslaus liejimo technologija buvo naudojama kuriant lydinių seriją, pasižyminčią geru stipriu aukštoje temperatūroje. liejinių lydinių. Viduryje -1960 buvo sukurti geresnių charakteristikų kryptinės kristalizacijos ir monokristaliniai superlydiniai, taip pat miltelinės metalurgijos superlydiniai.
Siekiant patenkinti laivų ir pramoninių dujų turbinų poreikius, nuo septintojo dešimtmečio buvo sukurta daug aukšto Cr nikelio lydinių, pasižyminčių geru atsparumu karštai korozijai ir stabilia struktūra. Per maždaug 40 metų nuo 1940-ųjų pradžios iki aštuntojo dešimtmečio pabaigos nikelio lydinių darbinė temperatūra pakilo nuo 700 iki 1100 laipsnių, ty vidutiniškai 10 laipsnių per metus. Šiandien nikelio lydinių eksploatavimo temperatūra gali viršyti 1100 laipsnių. Nuo pirmiau minėto paprastos sudėties Nimonic75 lydinio iki neseniai sukurto MA6000 lydinio, tempiamasis stipris gali siekti 2220 MPa, o takumo riba yra 192 MPa esant 1100 laipsnių kampui; Jo ilgaamžiškumas siekia apie 1000 valandų esant 1100 laipsnių /137MPa temperatūrai ir gali būti naudojamas orlaivių variklių mentėse.
