Pengetahuan lengkap tentang aloi berasaskan nikel
Aloi berasaskan nikel dan menambah unsur lain dipanggil aloi nikel. Nikel mempunyai sifat mekanikal, fizikal dan kimia yang baik. Menambah unsur yang sesuai boleh meningkatkan rintangan pengoksidaan, rintangan kakisan, kekuatan suhu tinggi dan memperbaiki sifat fizikal tertentu. Aloi nikel boleh digunakan sebagai bahan untuk tiub elektron, aloi ketepatan (aloi magnetik, aloi rintangan ketepatan, aloi elektroterma, dll.), aloi suhu tinggi berasaskan nikel, aloi tahan kakisan berasaskan nikel, dan aloi ingatan bentuk. Aloi nikel digunakan secara meluas dalam sektor seperti pembangunan tenaga, bahan kimia, elektronik, navigasi, penerbangan dan aeroangkasa.
Nikel boleh membentuk pelbagai aloi dengan kuprum, besi, mangan, kromium, silikon dan magnesium. Antaranya, aloi nikel-kuprum ialah aloi Monel yang terkenal. Ia mempunyai kekuatan tinggi, keplastikan yang baik, dan sifat kimia yang stabil di atmosfera di bawah 750 darjah. Ia digunakan secara meluas dalam industri elektrik, tiub vakum, industri kimia, peralatan perubatan, dan industri navigasi dan pembinaan kapal.
1. Definisi aloi berasaskan nikel
Aloi berasaskan nikel biasanya dipanggil aloi dengan kandungan Ni melebihi 30wt%. Produk biasa mempunyai kandungan Ni melebihi 50wt%. Oleh kerana kekuatan mekanikal suhu tinggi yang unggul dan rintangan kakisan, ia secara kolektif dipanggil superaloi bersama-sama dengan berasaskan besi dan aloi berasaskan kobalt ( Superalloy) biasanya digunakan dalam persekitaran suhu tinggi melebihi 540 darjah, dan reka bentuk aloi yang berbeza dipilih mengikut kepada majlis penggunaan. Ia kebanyakannya digunakan dalam persekitaran tahan kakisan khas, persekitaran kakisan suhu tinggi, dan peralatan yang memerlukan kekuatan mekanikal suhu tinggi. Selalunya digunakan dalam aeroangkasa, tenaga, industri petrokimia atau elektronik/optoelektronik khas dan bidang lain.
Kawasan permohonan
Ciri-ciri keperluan produk
Penggunaan Produk
industri aeroangkasa
Mengekalkan kekuatan mekanikal yang baik pada suhu yang sangat tinggi
Enjin pesawat, turbin gas, injap enjin
industri tenaga
Rintangan yang baik terhadap pemvulkanan suhu tinggi dan pengoksidaan suhu tinggi
Bahagian relau, penebat, industri rawatan haba, industri minyak dan gas
industri petrokimia
Tahan kakisan oleh larutan akueus (asid, alkali, ion klorida)
Loji penyahgaraman, saluran paip penghantaran petrokimia
Industri Am Elektronik/Optoelektronik
Umumnya tahan kakisan atau persekitaran suhu tinggi dengan tahap rintangan yang rendah
Bekas bateri, bingkai plumbum, jeriji monitor komputer
2. Asal dan perkembangan
Aloi berasaskan nikel telah dibangunkan pada akhir 1930-an. United Kingdom pertama kali mengeluarkan aloi berasaskan nikel Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) pada tahun 1941; untuk meningkatkan kekuatan rayapan, Al telah ditambah untuk membangunkan Nimonic 80 (Ni-20Cr-2.5 Ti-1.3Al); Amerika Syarikat pada pertengahan-1940s, Rusia pada akhir 1940-an, dan China pada pertengahan-1950s turut membangunkan aloi berasaskan nikel. Pembangunan aloi berasaskan nikel merangkumi dua aspek iaitu peningkatan komposisi aloi dan inovasi teknologi pengeluaran.
Sebagai contoh, pada awal 1950-an, perkembangan teknologi peleburan vakum mewujudkan keadaan untuk menapis aloi berasaskan nikel yang mengandungi Al dan Ti yang tinggi, yang membawa kepada peningkatan ketara dalam kekuatan aloi dan suhu perkhidmatan. Pada akhir 1950-an, disebabkan peningkatan suhu operasi bilah turbin, aloi dikehendaki mempunyai kekuatan suhu tinggi yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, jika kekuatan aloi adalah tinggi, ia akan menjadi sukar atau bahkan mustahil untuk berubah bentuk. Oleh itu, teknologi tuangan ketepatan telah digunakan untuk membangunkan satu siri aloi dengan kekuatan suhu tinggi yang baik. daripada aloi tuangan. Pada pertengahan-1960, penghabluran arah dan aloi kristal tunggal dengan prestasi yang lebih baik telah dibangunkan, serta aloi super metalurgi serbuk.
Untuk memenuhi keperluan kapal dan turbin gas industri, beberapa aloi berasaskan nikel Cr tinggi dengan rintangan kakisan panas yang baik dan struktur yang stabil telah dibangunkan sejak tahun 1960-an. Dalam kira-kira 40 tahun dari awal 1940-an hingga akhir 1970-an, suhu operasi aloi berasaskan nikel meningkat daripada 700 kepada 1,100 darjah, peningkatan purata kira-kira 10 darjah setahun. Hari ini, suhu perkhidmatan aloi berasaskan nikel boleh melebihi 1,100 darjah . Daripada aloi Nimonic75 yang dinyatakan di atas dengan komposisi ringkas, kepada aloi MA6000 yang baru dibangunkan, kekuatan tegangan boleh mencapai 2,220MPa dan kekuatan hasil ialah 192MPa pada 1,100 darjah ; Kekuatan berkekalannya mencapai kira-kira 1,000 jam di bawah keadaan 1,100 darjah /137MPa, dan ia boleh digunakan dalam bilah enjin pesawat.
