Nikelio lydiniai, skirti aukštos temperatūros lydiniams
Nikelio pagrindu pagamintas lydinys
Aukštos temperatūros lydiniai yra metalo medžiagos, pagamintos iš geležies, nikelio ir kobalto, kurios ilgą laiką gali veikti aukštesnėje nei 600 laipsnių temperatūroje ir esant tam tikram įtempimui, pasižymi dideliu stipriu aukštoje temperatūroje, geru atsparumu oksidacijai ir atsparumas karštai korozijai. , geras atsparumas nuovargiui ir atsparumas lūžiams bei kitos visapusiškos savybės, Europoje ir Jungtinėse Valstijose jis vadinamas superlydiniu. Paprastai jis naudojamas komponentams, kurie ilgą laiką veikia aukštoje temperatūroje (600–1200 laipsnių) ir sudėtingomis įtempimo sąlygomis.
Nikelio lydinys šiuo metu yra plačiausiai naudojamas aukštos temperatūros lydinys ir daugiausia naudojamas tokioje darbo aplinkoje kaip aukšta temperatūra, stipri rūgštis ar šarmai ir stipri oksidacija. Jo kūrimas ir naudojimas prasidėjo 1930-ųjų pabaigoje, atsižvelgiant į tai, kad reaktyvinių lėktuvų atsiradimas iškėlė aukštesnius reikalavimus aukštos temperatūros lydinių veikimui. Šiame straipsnyje bus pristatyti nikelio lydiniai šiais aspektais.
1. Tipas
Padalinta pagal našumą:
Nikelio pagrindu pagamintas korozijai atsparus lydinys: pagrindiniai lydinio elementai yra varis, chromas ir molibdenas. Jis pasižymi geromis visapusiškomis savybėmis ir gali atsispirti įvairiai rūgščių korozijai ir įtempių korozijai. Daugiausia yra nikelio ir vario (Ni-Cu) lydinys (Monel lydinys), nikelio ir chromo (Ni-Cr) lydinys (nikelio pagrindu karščiui atsparus lydinys, Incoloy, Inconel serija), nikelio ir molibdeno (Ni-Mo) lydinys ( Hastelloy B serija), nikelio-chromo-molibdeno (Ni-Cr-Mo) lydinys (daugiausia Hastelloy C serija) ir kt. Tuo pačiu metu grynas nikelis taip pat yra tipiškas nikelio pagrindu pagamintų korozijai atsparių lydinių atstovas.
Nikelio pagrindu pagamintas dilimui atsparus lydinys: pagrindiniai lydinio elementai yra chromas, molibdenas ir volframas, taip pat yra nedideli niobio, tantalo ir indžio kiekiai. Be atsparumo dilimui, jis taip pat pasižymi geromis antioksidacinėmis, atsparumo korozijai ir suvirinimo savybėmis.
Tikslieji lydiniai nikelio pagrindu: įskaitant minkštuosius magnetinius lydinius nikelio pagrindu, tikslumo atsparumo lydinius nikelio pagrindu ir elektroterminius lydinius nikelio pagrindu ir kt. Dažniausiai naudojamas minkštasis magnetinis lydinys yra Permalloy, kuriame yra apie 80 % nikelio. Jis turi didelį maksimalų magnetinį pralaidumą ir pradinį magnetinį pralaidumą bei mažą priverstinę jėgą. Tai svarbi geležies šerdies medžiaga elektronikos pramonėje. Pagrindiniai nikelio pagrindu pagaminto tikslaus atsparumo lydinio legiravimo elementai yra chromas, aliuminis ir varis. Šis lydinys turi didelę varžą, žemą temperatūros atsparumo koeficientą ir gerą atsparumą korozijai ir yra naudojamas rezistorių gamybai. Nikelio pagrindu pagamintas elektrinis šildymo lydinys yra nikelio lydinys, kuriame yra 20% chromo. Jis turi geras antioksidacines ir antikorozines savybes ir gali būti naudojamas ilgą laiką nuo 1000 iki 1100 laipsnių temperatūroje.
Nikelio pagrindu pagamintas atminties lydinys: nikelio lydinys, kuriame yra 50 (at) % titano. Jo atsigavimo temperatūra yra 70 laipsnių, o formos atminties efektas yra geras. Nedidelis nikelio-titano komponentų proporcijos pokytis gali pakeisti regeneravimo temperatūrą nuo 30 iki 100 laipsnių.
2. Dažniausiai naudojamų nikelio lydinių charakteristikos
Inconel 600: turi gerą atsparumą aukštai temperatūrai korozijai ir atsparumą oksidacijai, puikias karšto ir šalto apdorojimo bei suvirinimo savybes, turi patenkinamą šiluminį stiprumą ir aukštą plastiškumą žemiau 700 laipsnių;
Inconel 625: Puikus atsparumas įdubimams, plyšinei korozijai, tarpkristalinei korozijai ir erozijai chloridinėje terpėje; atsparus rūgštims ir geras suvirinamumas; Mažo ciklo nuovargio Inconel 625 versijos dažniausiai naudojamos silfonai.
Inconel 690: kobalto kiekis yra mažas, tinkamas naudoti su branduoline energija, o varža yra maža. Pavyzdžiui, suslėgto vandens reaktoriaus atominėse elektrinėse garo generatorių šilumos perdavimo vamzdžiai yra pagaminti iš 690 medžiagos.
Inconel 713C: nusodinant grūdintas nikelio-chromo liejimo lydinys.
Inconel 718: su fazės stiprinimo faze, geras suvirinimo našumas.
Inconel 751: Pridėjus daugiau aliuminio, padidėja atsparumas trūkimui aukštoje temperatūroje, netoli 870 laipsnių.
Inconel 792: pridėjus daugiau aliuminio, jis tampa atsparesnis korozijai aukštoje temperatūroje, todėl tinka dujų turbinoms gaminti.
Inconel 939: fazės stiprinimas, siekiant padidinti suvirinimo efektyvumą.
Incoloy 020: demonstruoja puikų atsparumą korozijai cheminėje aplinkoje, kurioje yra sieros rūgšties, chlorido, fosforo rūgšties ir azoto rūgšties.
Incoloy 028: Atsparus rūgštims ir druskoms, dėl vario kiekio jis atsparus sieros rūgščiai.
Incoloy 330: pasižymi geru tvirtumu aukštoje temperatūroje ir atsparumu oksiduojančiai ir redukuojančiai aplinkai.
Incoloy 800: Jis puikiai atsparus įtempių korozijos įtrūkimams chloride, mažos koncentracijos NaOH vandeniniuose tirpaluose ir aukštos temperatūros bei aukšto slėgio vandenyje. Jis gali išlikti stabilus ir išlaikyti savo austenitinę struktūrą net ir ilgai veikiant aukštai temperatūrai.
Incoloy 803: sukurtas naudoti aplinkoje, kurioje gausu sieros.
Incoloy 825: turi gerą atsparumą korozijai redukuojančiose ir oksiduojančiose rūgštyse, atsparumą korozijos įtempiams įtrūkimams, taškinei korozijai ir plyšių korozijai, puikų atsparumą sieros ir fosforo rūgščiai korozijai bei geras karšto ir šalto apdorojimo savybes. , lengva šaltai formuoti ir suvirinti.
Incoloy 908: turi didelį atsparumą tempimui, atsparumą nuovargio įtrūkimų augimui, gerą suvirinamumą, metalurginį stabilumą ir lankstumą, didelį atsparumą lūžiams ir smūgiams, mažą šiluminio plėtimosi koeficientą, atsparumą deguonies trapumui ir netrūksta karšto apdorojimo metu.
Incoloy 907: Didelis stiprumas ir mažas šiluminio plėtimosi koeficientas esant aukštai temperatūrai.
„Incoloy 945X“: Sukurtas aplinkoje, kurioje gausu chloro, molibdenas padidina jo atsparumą plyšinei korozijai ir taškinei korozijai.
Incoloy MA956: Pagaminta naudojant mechaninį legiravimą, o ne integruotą lydymosi procesą, jį sunku suvirinti ir jį reikia pašildyti iki 200 C, kad susidarytų.
Monel 400: pasižymi dideliu stiprumu ir puikiu atsparumu korozijai rūgščioje ir šarminėje aplinkoje, ypač tinka mažinti. Jis taip pat turi gerą lankstumą ir šilumos laidumą. Dažniausiai naudojamas jūrų inžinerijoje, chemijos ir angliavandenilių apdirbimo srityse, šilumokaičiuose, vožtuvuose ir siurbliuose.
Monel 401: pasižymi lengvo volframo inertinėmis dujomis ekranuoto suvirinimo, atsparaus suvirinimo ir litavimo kietuoju lydmetaliu savybėmis. Specialioms elektros ir elektronikos reikmėms.
Monel 404: gali būti naudojamas suvirinimui ir kalimui naudojant įprastas suvirinimo technologijas, bet negali būti apdorojamas karštu būdu. Jis pasižymi žema temperatūra, mažu pralaidumu ir geromis litavimo savybėmis. Paprastai naudojamas tranzistoriams ir metaliniams sandarikliams.
Monel 405: lengvai pjaustomas, daugiausia naudojamas kaip žaliava automatinėms sraigtinėms mašinoms ir paprastai nerekomenduojama naudoti kitiems tikslams.
Monel 450: turi gerą atsparumą nuovargiui ir aukštą šilumos laidumą. Paprastai naudojamas kondensatoriuose, distiliatoriuose, garintuvuose ir šilumokaičio vamzdžiuose bei sūrymo vamzdžiuose.
Monel K-500: jo veikimas iš esmės toks pat kaip ir Monel 400 ir dažniausiai naudojamas siurblio velenuose, sparnuotėse, grandikliuose, alyvos gręžinių gręžtuvuose, instrumentuose ir elektroniniuose komponentuose.
Monel 502: turi gerą atsparumą šliaužimui ir atsparumą oksidacijai, taip pat gali būti apdorojamas kaip austenitinis nerūdijantis plienas.
Hastelloy B-2: puikus atsparumas korozijai mažėjančioje aplinkoje.
Hastelloy B-3: atnaujinta B2 versija, pasižymi puikiu atsparumu korozijai, veikiant druskos rūgščiai esant bet kokiai temperatūrai ir koncentracijai;
Hastelloy C-4: geras terminis stabilumas, geras kietumas ir atsparumas korozijai 650–1040 laipsnių kampu;
Hastelloy C-22: jo atsparumas vienodai korozijai oksiduojančiose terpėse yra geresnis nei C-4 ir C-276, o atsparumas vietinei korozijai yra puikus;
Hastelloy C-276: turi gerą atsparumą oksidacinei ir vidutinio sunkumo redukcinei korozijai ir puikų atsparumą įtempių korozijai;
Hastelloy C-2000: išsamiausias korozijai atsparus lydinys, pasižymintis puikiu vienodu atsparumu korozijai tiek oksiduojančioje, tiek redukuojančioje aplinkoje;
Hastelloy G{0}}: nikelio pagrindo lydinys, turintis daug chromo, puikiai veikiantis fosforo rūgštyje ir kitose stipriai oksiduojančiose mišriose rūgščių terpėse;
Hastelloy X: didelis stiprumas, antioksidantas ir lengvas apdorojimas.
3. Dažniausiai naudojamų prekių ženklų charakteristikų palyginimas
1. N5 cheminė sudėtis panaši į N02201, o N6 ir N7 cheminė sudėtis panaši į N02200. Kadangi N02200 anglies kiekis yra mažesnis arba lygus 0,15%, jis grafitizuojasi 315 laipsnių temperatūroje ir daro medžiagą trapią, todėl maksimali naudojama temperatūra yra 315 laipsnių.
2. 800, 800H ir 800HT cheminių elementų sudėtis yra tokia pati pagal ASME standartą. 800 turi mažiausią anglies kiekį, atkaitinimo temperatūra yra 982-1038 laipsnis, o naudojimo temperatūra žemesnė nei 600 laipsnių; 800H turi ribotą Al+Ti kiekį, o po specialaus apdorojimo kietu tirpalu (1121-1177 laipsnis ), kristalų grūdeliai yra stambūs, o grūdeliai yra ASTM- 5.0, atsparumas valkšnumo plyšimui viršija 600 laipsnių žymiai pagerėjo; 800HT padidina Al+Ti kiekį, o po specialaus apdorojimo kietu tirpalu (1121-1177 laipsnis ) kristalų grūdeliai yra stambūs, o grūdelių dydis yra ASTM-5.0, didžiausias atsparumas šliaužimui virš 700 laipsnis žymiai pagerėjo. Jei terminio apdorojimo temperatūra yra per aukšta, medžiagos grūdeliai išsiplės, turės didesnę valkšnumo ribą ir ilgalaikio stiprumo ribą bei sumažins kietumą. Aukštesnė terminio apdorojimo temperatūra lemia greitesnį branduolių susidarymą ir padidėjusį kristalų skaičių. Šiuo metu grūdai yra gana smulkūs. Pailginus laikymo laiką, grūdai augs. Kai aušinimo greitis lėtas, grūdai taip pat taps didesni. Paprastai tariant, kuo aukštesnė temperatūra (mažesnis gradientas), tuo didesnis grūdelių dydis. Kuo smulkesni grūdeliai, tuo didesnis stiprumas ir kietumas, geresnis plastiškumas ir kietumas. Tačiau esant aukštai temperatūrai, grūdai tampa stambesni, o bendras grūdų ribų ilgis sumažėja. Pagerėja deformacijos ar pažeidimai, atsirandantys dėl slydimo išilgai grūdelių ribų arba valkšnumo.
3. Pagrindinė cheminė N06600 sudėtis: 72Ni-15Cr-8Fe, pagrindinė N08800 cheminė sudėtis: 33Ni-42Fe-21Cr, kuri yra lygiavertė 72Ni kiekis N06600 į 33Ni+45Fe ir sumažinamos išlaidos pakeitus dalį nikelio.
4. Pagrindinė N10675 cheminė sudėtis yra 65Ni-29.5Mo-2Fe-2Cr, o N10276 cheminė sudėtis yra 54Ni-16Mo-15Cr . Galima apytiksliai laikyti, kad 29,5 Mo N10675 padalija į 16 Mo{15}}Cr. Dėl padidėjusio Cr kiekio medžiaga turi atsparumą oksidacijai. Žiniasklaidos gebėjimas rūdyti.
4. Sąvokų apibrėžimas
Grafitinimas: mažai anglies dioksido turintis plienas grafitizuojasi, kai jį ilgą laiką veikia 450 laipsnių, ir cementito struktūra suyra į Fe3C=3Fe+C (grafitą).
Valkšnumas: Metalinės medžiagos lūžta išilgai grūdelių ribos, esant ilgalaikei aukštos temperatūros apkrovai.
Apdorojimas kietu tirpalu: leiskite nusodintos fazės Cr23C6 junginiui ir σ fazei (FeCr trapiai fazei) ištirpti į austenito struktūrą, kad susidarytų prisotinta austenito struktūra.
Jautrinimo apdorojimas: ilgai išliekant 400-800 laipsnio diapazone, austenito struktūroje karbido grūdelių ribose nebeliks chromo, nes susidaro Cr23C6.
Tarpkristalinė korozija: Cr23C6 junginys, susidaręs austenito struktūroje, sukelia chromo išeikvojimą karbido grūdelių ribose. Cr kiekis medžiagoje yra mažesnis nei 12%, o medžiagos grūdeliai suskaidomi.
Tamprumo modulis: įtempių ir deformacijų santykis tampriosios deformacijos stadijoje.
Puasono koeficientas: santykinis skersinio dydžio ir išilginio dydžio kitimo santykis elastinės deformacijos stadijoje.
Linijinis plėtimosi koeficientas: Kristalo linijinis ilgis ir tūris didėja didėjant temperatūrai.
