Aloi suhu tinggi-aloi berasaskan nikel
Aloi suhu tinggi merujuk kepada sejenis bahan logam berasaskan besi, nikel, dan kobalt yang boleh bekerja pada suhu tinggi melebihi 600 darjah dan di bawah tekanan tertentu untuk masa yang lama, dan mempunyai kekuatan suhu tinggi yang tinggi, rintangan pengoksidaan yang baik, dan rintangan kakisan panas. , prestasi keletihan yang baik dan keliatan patah dan sifat komprehensif lain, ia dipanggil superalloy di Eropah dan Amerika Syarikat. Ia biasanya digunakan untuk komponen yang berfungsi di bawah suhu tinggi (600~1200 darjah) dan keadaan tekanan yang kompleks untuk masa yang lama.
Aloi berasaskan nikel kini merupakan aloi suhu tinggi yang paling banyak digunakan dan digunakan terutamanya dalam persekitaran kerja seperti suhu tinggi, asid atau alkali kuat, dan pengoksidaan yang kuat. Pembangunan dan penggunaannya bermula pada akhir 1930-an dengan latar belakang bahawa kemunculan pesawat jet meletakkan keperluan yang lebih tinggi pada prestasi aloi suhu tinggi. Artikel ini akan memperkenalkan aloi berasaskan nikel dari aspek berikut.
menaip
Dibahagikan mengikut prestasi:
Aloi tahan kakisan berasaskan nikel: Unsur aloi utama ialah kuprum, kromium, dan molibdenum. Ia mempunyai prestasi komprehensif yang baik dan boleh menahan pelbagai kakisan asid dan kakisan tegasan. Terutamanya termasuk aloi nikel-kuprum (Ni-Cu) (aloi Monel), aloi nikel-kromium (Ni-Cr) (aloi tahan haba berasaskan nikel, Incoloy, siri Inconel), aloi nikel-molibdenum (Ni-Mo) ( Siri Hastelloy B), aloi nikel-kromium-molibdenum (Ni-Cr-Mo) (terutamanya siri Hastelloy C), dll. Pada masa yang sama, nikel tulen juga merupakan wakil tipikal aloi tahan kakisan berasaskan nikel.
Aloi tahan haus berasaskan nikel: Unsur aloi utama ialah kromium, molibdenum, dan tungsten, dan juga mengandungi sejumlah kecil niobium, tantalum, dan indium. Sebagai tambahan kepada rintangan hausnya, ia juga mempunyai sifat anti-pengoksidaan, rintangan kakisan dan kimpalan yang baik.
Aloi ketepatan berasaskan nikel: termasuk aloi magnet lembut berasaskan nikel, aloi rintangan ketepatan berasaskan nikel dan aloi elektroterma berasaskan nikel, dll. Aloi magnet lembut yang paling biasa digunakan ialah Permalloy, yang mengandungi kira-kira 80% nikel. Ia mempunyai kebolehtelapan magnet maksimum yang tinggi dan kebolehtelapan magnet awal dan daya paksaan yang rendah. Ia merupakan bahan teras besi yang penting dalam industri elektronik. Unsur pengaloian utama aloi rintangan ketepatan berasaskan nikel ialah kromium, aluminium, dan tembaga. Aloi ini mempunyai kerintangan tinggi, pekali suhu rendah kerintangan dan rintangan kakisan yang baik, dan digunakan untuk membuat perintang. Aloi pemanasan elektrik berasaskan nikel ialah aloi nikel yang mengandungi 20% kromium. Ia mempunyai sifat anti-pengoksidaan dan anti-karat yang baik dan boleh digunakan untuk masa yang lama pada suhu 1000 hingga 1100 darjah.
Aloi ingatan berasaskan nikel: aloi nikel yang mengandungi 50 (pada)% titanium. Suhu pemulihannya ialah 70 darjah dan kesan ingatan bentuknya adalah baik. Perubahan kecil dalam bahagian komponen nikel-titanium boleh mengubah suhu pemulihan dalam julat 30 hingga 100 darjah.
Sifat aloi berasaskan nikel biasa
Inconel 600: Ia mempunyai rintangan kakisan suhu tinggi yang baik dan rintangan pengoksidaan, pemprosesan panas dan sejuk yang sangat baik dan sifat kimpalan, dan mempunyai kekuatan haba yang memuaskan dan keplastikan yang tinggi di bawah 700 darjah;
Inconel 625: Rintangan yang sangat baik terhadap pitting, kakisan celah, kakisan antara butiran dan hakisan dalam media klorida; tahan asid dan kebolehkimpalan yang baik; versi keletihan kitaran rendah Inconel 625 biasanya digunakan Bellows.
Inconel 690: Kandungan kobalt adalah rendah, sesuai untuk aplikasi berkaitan tenaga nuklear, dan kerintangan adalah rendah. Sebagai contoh, tiub pemindahan haba penjana wap dalam loji kuasa nuklear reaktor air bertekanan semuanya diperbuat daripada 690 bahan.
Inconel 713C: Aloi tuangan berasaskan nikel-kromium yang dikeraskan.
Inconel 718: Dengan "fasa pengukuhan fasa, prestasi kimpalan yang baik.
Inconel 751: Menambah lebih banyak kandungan aluminium memberikan kekuatan pecah yang lebih baik dalam julat suhu tinggi berhampiran 870 darjah .
Inconel 792: Menambah lebih banyak kandungan aluminium menjadikannya lebih tahan kakisan pada suhu tinggi, menjadikannya sesuai untuk pembuatan turbin gas.
Inconel 939: pengukuhan fasa untuk meningkatkan prestasi kimpalan.
Incoloy 020: Menunjukkan rintangan kakisan yang sangat baik dalam persekitaran kimia yang mengandungi asid sulfurik, klorida, asid fosforik dan asid nitrik.
Incoloy 028: Tahan kepada kedua-dua asid dan garam, kandungan kuprum menjadikannya tahan kepada asid sulfurik.
Incoloy 330: Mempamerkan kekuatan yang baik pada suhu tinggi dan rintangan yang baik terhadap persekitaran pengoksidaan dan pengurangan.
Incoloy 800: Ia mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap retakan kakisan tegasan dalam klorida, larutan akueus NaOH kepekatan rendah dan air bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi. Ia boleh kekal stabil dan mengekalkan struktur austenitnya walaupun selepas pendedahan jangka panjang kepada suhu tinggi.
Incoloy 803: Direka untuk digunakan dalam persekitaran yang kaya dengan sulfur.
Incoloy 825: Ia mempunyai rintangan kakisan yang baik dalam mengurangkan dan mengoksidakan asid, rintangan kepada retakan kakisan tegasan, kakisan pitting dan kakisan celah, rintangan kakisan yang sangat baik terhadap asid sulfurik dan asid fosforik dan sifat pemprosesan panas dan sejuk yang baik. , mudah sejuk bentuk dan kimpalan.
Incoloy 908: mempunyai kekuatan tegangan yang tinggi, ketahanan terhadap pertumbuhan retakan keletihan, kebolehkimpalan yang baik, kestabilan dan kemuluran metalurgi, keliatan patah dan hentaman yang tinggi, pekali pengembangan haba yang rendah, rintangan kepada embrittlement oksigen, dan tiada keretakan semasa ciri pemprosesan panas.
Incoloy 907: Kekuatan tinggi dan pekali pengembangan haba yang rendah pada suhu tinggi.
Incoloy 945X: Direka untuk persekitaran yang kaya dengan klorin, molibdenum meningkatkan ketahanannya terhadap kakisan celah dan kakisan pitting.
Incoloy MA956: Dibuat melalui pengaloian mekanikal dan bukannya proses lebur penting, ia sukar dikimpal dan perlu dipanaskan hingga 200C untuk terbentuk.
Monel 400: Ia mempunyai kekuatan tinggi dan rintangan kakisan yang sangat baik dalam persekitaran berasid dan beralkali, terutamanya sesuai untuk mengurangkan keadaan. Ia juga mempunyai kemuluran dan kekonduksian terma yang baik. Biasa digunakan dalam kejuruteraan marin, pemprosesan kimia dan hidrokarbon, penukar haba, injap dan pam.
Monel 401: Ia mempunyai ciri-ciri kimpalan terlindung gas lengai tungsten mudah, kimpalan rintangan dan pematerian. Untuk aplikasi elektrik dan elektronik khusus.
Monel 404: Boleh digunakan untuk mengimpal dan menempa menggunakan teknik kimpalan biasa, tetapi tidak boleh diproses secara panas. Ia mempunyai suhu rendah, kebolehtelapan rendah dan sifat pematerian yang baik. Biasanya digunakan untuk transistor dan pengedap logam.
Monel 405: mudah dipotong, terutamanya digunakan sebagai bahan mentah untuk mesin skru automatik, dan biasanya tidak disyorkan untuk aplikasi lain.
Monel 450: Mempunyai kekuatan keletihan yang baik dan kekonduksian terma yang tinggi. Biasanya digunakan dalam kondenser, penyuling, penyejat dan tiub penukar haba serta paip air garam.
Monel K-500: Ia pada asasnya mempunyai prestasi yang sama seperti Monel 400 dan biasanya digunakan dalam aci pam, pendesak, pengikis, kolar gerudi telaga minyak, instrumen dan komponen elektronik.
Monel 502: mempunyai rintangan rayapan dan rintangan pengoksidaan yang baik, dan juga boleh diproses seperti keluli tahan karat austenit.
Hastelloy B-2: Rintangan kakisan yang sangat baik dalam mengurangkan persekitaran.
Hastelloy B-3: versi B2 yang dinaik taraf, mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik kepada asid hidroklorik pada sebarang suhu dan kepekatan;
Hastelloy C-4: Kestabilan terma yang baik, keliatan yang baik dan rintangan kakisan pada 650~1040 darjah ;
Hastelloy C-22: Rintangannya terhadap kakisan seragam dalam media pengoksidaan adalah lebih baik daripada C-4 dan C-276, dan rintangannya terhadap kakisan setempat adalah sangat baik;
Hastelloy C-276: mempunyai rintangan yang baik terhadap kakisan oksidatif dan pengurangan sederhana, dan rintangan yang sangat baik terhadap kakisan tegasan;
Hastelloy C-2000: Aloi tahan kakisan paling komprehensif dengan rintangan kakisan seragam yang sangat baik dalam kedua-dua persekitaran pengoksidaan dan pengurangan;
Hastelloy G-30: Aloi berasaskan nikel dengan kandungan kromium yang tinggi, prestasi cemerlang dalam asid fosforik dan media asid campuran kuat pengoksidaan lain;
Hastelloy X: Gabungan kekuatan tinggi, antioksidan dan pemprosesan yang mudah.
Perbandingan ciri-ciri jenama yang biasa digunakan
Komposisi kimia N5 adalah serupa dengan N02201, dan komposisi kimia N6 dan N7 adalah serupa dengan N02200. Oleh kerana N02200 mempunyai kandungan karbon Kurang daripada atau sama dengan 0.15%, grafitisasi pada 315 darjah menjadikan bahan rapuh, jadi suhu maksimum yang digunakan ialah 315 darjah .
8{{10}}0, 800H dan 800HT mempunyai komposisi unsur kimia yang sama dalam piawaian ASME. 800 mempunyai kandungan karbon paling rendah, suhu penyepuhlindapan ialah 982-1038 darjah, dan suhu penggunaan di bawah 600 darjah; 800H mempunyai kandungan Al+Ti yang terhad, dan selepas rawatan larutan pepejal khas (1121-1177 darjah ), butiran kristal adalah kasar, dan butiran adalah ASTM- 5.0, rintangan pecah rayapan melebihi 600 darjah bertambah baik dengan ketara; 800HT meningkatkan kandungan Al+Ti. Selepas rawatan larutan pepejal khas (1121-1177 darjah ), butiran kristal adalah kasar dan butirannya ialah ASTM-5.0 , yang mempunyai rintangan pecah rayapan tertinggi melebihi 700 darjah dan mempunyai peningkatan yang ketara. Jika suhu rawatan haba terlalu tinggi, butiran bahan akan mengembang, mempunyai had rayapan yang lebih tinggi dan had kekuatan berkekalan, dan mengurangkan keliatan. Suhu rawatan haba yang lebih tinggi menghasilkan nukleasi yang lebih cepat dan peningkatan bilangan kristal. Pada masa ini, bijirin agak halus. Apabila masa pegangan dipanjangkan, bijirin akan tumbuh. Apabila kadar penyejukan perlahan, bijirin juga akan menjadi lebih besar. Secara umumnya, semakin tinggi suhu (kecerunan yang lebih kecil), semakin besar saiz butiran. Lebih kecil bijirin, lebih tinggi kekuatan dan kekerasan, dan lebih baik keplastikan dan keliatan. Walau bagaimanapun, dalam persekitaran kerja suhu tinggi, butiran menjadi lebih kasar dan jumlah panjang sempadan butiran berkurangan. Ubah bentuk atau kerosakan yang disebabkan oleh gelongsor di sepanjang sempadan butiran atau prestasi rayapan dipertingkatkan.
Komposisi kimia utama N06600: 72Ni-15Cr-8Fe, komposisi kimia utama N08800: 33Ni-42Fe-21Cr, yang bersamaan dengan membahagikan kandungan 72Ni dalam N06600 kepada 33Ni+45Fe, dan mengurangkan kos dengan menggantikan sebahagian daripada nikel.
Komposisi kimia utama N10675 ialah 65Ni-29.5Mo-2Fe-2Cr, dan komposisi kimia N10276 ialah 54Ni-16Mo-15Cr. Ia boleh dianggap lebih kurang sebagai membahagikan 29.5Mo dalam N10675 kepada 16Mo+15Cr. Disebabkan oleh peningkatan kandungan Cr, bahan tersebut tahan terhadap kakisan media pengoksidaan. Kebolehan.
