Kādi ir daži nodilumizturīgi{0}}niķeļa sakausējumu materiāli?

 

Kas ir nodilumizturīgs-niķeļa sakausējums?

 

Nodilumizturīgie-niķeļa sakausējumi ir augstas veiktspējas-metāla materiālu klase, kas izmanto niķeli kā bāzi un pievieno dažādus sakausējuma elementus (piemēram, hromu, molibdēnu, volframu, niobiju, dzelzi utt.) un tiek pakļauti īpašai stiprināšanai, tādējādi uzrāda izcilu nodilumizturību skarbos apstākļos.

 

Nodilumizturīgie-niķeļa sakausējumi tiek uzskatīti par vienu no "vislabākajiem materiāliem", lai atrisinātu trīskāršās augstas temperatūras, korozijas un nodiluma problēmas. To izcilā veiktspēja izriet no precīza sakausējuma sastāva dizaina un mikrostruktūras kontroles. Izvēloties šos sakausējumus, mērķtiecīgai atlasei un testēšanai būtiska ir cieša sadarbība ar materiālu piegādātājiem vai inženieriem, ņemot vērā īpašus darbības apstākļus (T, P, mediji) un atteices režīmus.

 

Šie materiāli ne tikai pārmanto izcilo augstas -temperatūras izturību, izturību pret koroziju un niķeļa-sakausējumu labo stingrību, bet arī tiem piemīt izcila noturība pret nodilumu, skrāpējumiem, koroziju un bojājumiem, ko rada īpašs sakausējuma dizains un stiprināšanas mehānismi. Šie materiāli tiek plaši izmantoti ārkārtīgi skarbos darba apstākļos. Mēs detalizēti aprakstīsim galvenos stiprināšanas un nodilumizturīgos-mehānismus, kā arī izplatītākās nodilumizturīgo-niķeļa sakausējumu saimes un tipiskās kategorijas utt.

 

Galvenie stiprināšanas un nodilumizturības mehānismi

 

Stiprināšanas mehānismi attiecas uz "kā padarīt to stiprāku"; nodilumizturīgie mehānismi{0}} attiecas uz "kā pretoties nodilumam". Tālāk ir norādīti četri izplatītākie stiprinošo un nodilumizturīgo materiālu veidi:

 

1. Cietā šķīduma stiprināšana:Ķīmisko elementu, piemēram, molibdēna, hroma, volframa un kobalta pievienošana, lai stiprinātu matricu.

 

2. Otrās fāzes stiprināšana (sacietēšana ar nokrišņiem):

• 'fāze [Ni₃ (Al, Ti)]:Galvenā stiprināšanas fāze tādos materiālos kā Inconel 718 un X-750, nodrošinot izturību augstā temperatūrā.
• Karbīdi/borāti:Piemēram, hroma karbīdi (piemēram, Cr₇C3, Cr23C₆) un molibdēna/volframa karbīdi, kas ir cietas daļiņas, kas tieši iztur abrazīvu nodilumu. Piemēri ir karbīdi Hastelloy C-276 un Stellite sakausējumos.

 

3. Intermetālisko savienojumu stiprināšana:Piemēram, Ni₃Si un Laves fāzes.

 

4. Darba rūdīšana:Dažu sakausējumu (piemēram, Monel K-500) virsmas cietība var ievērojami palielināties aukstās apstrādes rezultātā.

 

Izplatītākās nodilumizturīgās-niķeļa sakausējumu kategorijas un to pielietojums

 

1. Izplatītākie veidi: niķeļa-hroma-molibdēna sakausējumi (izturīgi pret koroziju un nodilumu)

 

• Galvenās īpašības un nodilumizturības mehānisms:Īpaši augsta izturība pret vispārējo koroziju (īpaši jauktām redoksskābēm), ar cieto šķīdumu pastiprināta ar molibdēnu un hromu, un karbīdi nodrošina nodilumizturību.

 

• Galvenās lietojumprogrammas:Ķīmiskie sūkņi un vārsti, maisītāji, reaktora iekšējie elementi, dūmgāzu desulfurizācijas sistēmas un papīra rūpniecība.

 

 

2. Izplatītākie veidi: niķelis{1}}vara sakausējumi (moneļu sakausējumi)

 

• Galvenās īpašības un nodilumizturības mehānisms:Lieliska izturība pret jūras ūdens, sērskābes un fluorūdeņražskābes koroziju. K-500 var sasniegt augstāku cietību, sacietējot ar vecumu (Ni₃ (Ti, Al) nokrišņi) un aukstā apstrādē.

 

• Galvenās lietojumprogrammas:Kuģniecības inženiertehniskie komponenti, sūkņu vārpstas, vārsti, skrāpji, skrūvju konveijeri.

 

 

3. Izplatīts veids: nokrišņu cietēšanas veids (augsta-temperatūras nodilumizturība)

 

• Galvenās īpašības un nodilumizturības mehānisms:Īpaši augsta izturība tiek sasniegta ar fāzes un fāzes novecošanas nokrišņiem; laba augstas{0}}temperatūras stabilitāte; izturība pret nodilumu un nogurumu.

 

• Galvenās lietojumprogrammas:Aeromotoru lāpstiņas-, turbīnu diski, stiprinājumi, augstas-temperatūras presformas un ekstrūzijas skrūves.

 

 

 

4. Izplatītākie veidi: Austenīta nerūsējošā tērauda evolūcija (augsta izturība un nodilumizturība)

 

• Galvenās īpašības un nodilumizturības mehānisms:Austenīta nerūsējošais tērauds ar augstu -slāpekļa saturu, bet ar augstu niķeļa saturu (~8,5%). Augsta izturība un nodilumizturība tiek panākta ar slāpekļa šķīduma apstrādi un aukstuma sacietēšanu ar salīdzinoši zemām izmaksām.

 

• Galvenās lietojumprogrammas:Neeļļoti gultņi, dilstošie gredzeni, stiprinājumi un pārtikas pārstrādes iekārtas.

 

 

 

Galvenie apsvērumi, izvēloties nodilumizturīgus{0} niķeļa sakausējumus

 

1. Nodiluma veids:Vai tas ir abrazīvs nodilums, erozija, līmes nodilums vai satricinošs nodilums?

2. Vides vide:Temperatūra, spiediens, skābju, sārmu, sāļu, oksīdu, sulfīdu utt. klātbūtne.

3. Mehāniskās prasības:Nepieciešamā cietība, izturība, stingrība un triecienizturība.

4. Ražošanas process:Vai ir nepieciešama cieta liešana/kalšana vai tikai virsmas metinājuma pārklājums/termiski izsmidzināms pārklājums?

5. Izmaksu-efektivitāte:Lai gan niķeļa sakausējumi ir dārgi, to ilgs kalpošanas laiks un zemās uzturēšanas izmaksas bieži vien ir ekonomiskas kritiskām iekārtām.