Aliaje de înaltă temperatură-aliaje pe bază de nichel
Aliajele la temperatură înaltă se referă la un tip de material metalic bazat pe fier, nichel și cobalt care poate funcționa la temperaturi ridicate peste 600 de grade și sub anumite stresuri pentru o perioadă lungă de timp și are rezistență ridicată la temperatură ridicată, rezistență bună la oxidare și rezistență la coroziune la cald. , performanță bună la oboseală și duritate la rupere și alte proprietăți cuprinzătoare, este numit superaliaj în Europa și Statele Unite. Este de obicei folosit pentru componente care funcționează în condiții de temperatură ridicată (600 ~ 1200 de grade) și condiții complexe de stres pentru o perioadă lungă de timp.
Aliajul pe bază de nichel este în prezent cel mai utilizat aliaj la temperatură înaltă și este utilizat în principal în medii de lucru, cum ar fi temperaturi ridicate, acid sau alcali puternic și oxidare puternică. Dezvoltarea și utilizarea sa a început la sfârșitul anilor 1930 pe fundalul că apariția avioanelor cu reacție a impus cerințe mai mari asupra performanței aliajelor la temperatură înaltă. Acest articol va introduce aliajele pe bază de nichel din următoarele aspecte.
tip
Împărțit în funcție de performanță:
Aliaj rezistent la coroziune pe bază de nichel: Principalele elemente ale aliajului sunt cuprul, cromul și molibdenul. Are o performanță cuprinzătoare bună și poate rezista la diferite coroziune acidă și coroziune prin stres. Include în principal aliaj de nichel-cupru (Ni-Cu) (aliaj Monel), aliaj de nichel-crom (Ni-Cr) (aliaj rezistent la căldură pe bază de nichel, Incoloy, seria Inconel), aliaj de nichel-molibden (Ni-Mo) ( Seria Hastelloy B), aliajul nichel-crom-molibden (Ni-Cr-Mo) (în principal seria Hastelloy C), etc. În același timp, nichelul pur este, de asemenea, un reprezentant tipic al aliajelor rezistente la coroziune pe bază de nichel.
Aliaj rezistent la uzură pe bază de nichel: elementele principale ale aliajului sunt cromul, molibdenul și wolfram și, de asemenea, conțin cantități mici de niobiu, tantal și indiu. Pe lângă rezistența la uzură, are și proprietăți bune de antioxidare, rezistență la coroziune și sudare.
Aliaje de precizie pe bază de nichel: inclusiv aliaje magnetice moi pe bază de nichel, aliaje de rezistență de precizie pe bază de nichel și aliaje electrotermale pe bază de nichel etc. Cel mai frecvent utilizat aliaj magnetic moale este Permalloy, care conține aproximativ 80% nichel. Are permeabilitate magnetică maximă ridicată și permeabilitate magnetică inițială și forță coercitivă scăzută. Este un material important de miez de fier în industria electronică. Principalele elemente de aliere ale aliajului de rezistență de precizie pe bază de nichel sunt cromul, aluminiul și cuprul. Acest aliaj are rezistivitate ridicată, coeficient de rezistivitate la temperatură scăzută și rezistență bună la coroziune și este utilizat pentru a face rezistențe. Aliajul de încălzire electrică pe bază de nichel este un aliaj de nichel care conține 20% crom. Are proprietăți bune anti-oxidare și anticoroziune și poate fi folosit pentru o lungă perioadă de timp la temperaturi de 1000 până la 1100 de grade.
Aliaj de memorie pe bază de nichel: un aliaj de nichel care conține 50 (at)% titan. Temperatura sa de recuperare este de 70 de grade, iar efectul de memorie a formei este bun. O mică modificare a proporției componentelor nichel-titan poate modifica temperatura de recuperare în intervalul de la 30 la 100 de grade.
Proprietăți comune ale aliajului pe bază de nichel
Inconel 600: Are rezistență bună la coroziune la temperaturi ridicate și rezistență la oxidare, proprietăți excelente de prelucrare la cald și la rece și de sudare și are rezistență termică satisfăcătoare și plasticitate ridicată sub 700 de grade;
Inconel 625: Rezistență excelentă la pitting, coroziune în crăpături, coroziune intergranulară și eroziune în medii clorurate; rezistent la acizi și sudabilitate bună; versiunile de oboseală cu ciclu redus de Inconel 625 sunt utilizate în mod obișnuit Burdufuri.
Inconel 690: Conținutul de cobalt este scăzut, potrivit pentru aplicații legate de energia nucleară, iar rezistivitatea este scăzută. De exemplu, tuburile de transfer de căldură ale generatoarelor de abur din centralele nucleare cu reactoare cu apă sub presiune sunt toate realizate din material 690.
Inconel 713C: aliaj de turnare pe bază de nichel-crom întărit prin precipitare.
Inconel 718: Cu „faza de întărire a fazei, performanță bună de sudare.
Inconel 751: Adăugarea de mai mult conținut de aluminiu îi oferă o rezistență mai bună la rupere în intervalul de temperatură înaltă, aproape de 870 de grade.
Inconel 792: Adăugarea de mai mult conținut de aluminiu îl face mai rezistent la coroziune la temperaturi ridicate, făcându-l potrivit pentru fabricarea turbinelor cu gaz.
Inconel 939: 'întărirea fazei pentru a crește performanța de sudare.
Incoloy 020: Demonstrează o rezistență excelentă la coroziune în medii chimice care conțin acid sulfuric, clorură, acid fosforic și acid azotic.
Incoloy 028: Rezistent atât la acizi, cât și la săruri, conținutul de cupru îl face rezistent la acidul sulfuric.
Incoloy 330: Prezintă rezistență bună la temperaturi ridicate și rezistență bună la medii oxidante și reducătoare.
Incoloy 800: Are o rezistență excelentă la fisurarea prin coroziune sub tensiune în clorură, soluții apoase de NaOH cu concentrație scăzută și apă la temperatură înaltă și la presiune înaltă. Poate rămâne stabil și își poate menține structura austenitică chiar și după expunerea pe termen lung la temperaturi ridicate.
Incoloy 803: Proiectat pentru utilizare în medii bogate în sulf.
Incoloy 825: Are o bună rezistență la coroziune la acizii reducători și oxidanți, rezistență la fisurarea coroziunii prin stres, coroziunea prin pitting și coroziunea crevastă, rezistență excelentă la coroziune la acid sulfuric și acid fosforic și proprietăți bune de procesare la cald și la rece. , ușor de format și de sudat la rece.
Incoloy 908: are rezistență ridicată la tracțiune, rezistență la creșterea fisurilor prin oboseală, sudabilitate bună, stabilitate metalurgică și ductilitate, rezistență ridicată la rupere și impact, coeficient scăzut de dilatare termică, rezistență la fragilizarea oxigenului și fără fisurare în timpul caracteristicii procesării la cald.
Incoloy 907: rezistență ridicată și coeficient scăzut de dilatare termică la temperaturi ridicate.
Incoloy 945X: Conceput pentru medii bogate în clor, molibdenul își mărește rezistența la coroziunea în crăpături și la coroziunea prin pitting.
Incoloy MA956: Fabricat prin aliaje mecanice mai degrabă decât printr-un proces integral de topire, este dificil de sudat și trebuie încălzit la 200C pentru a se forma.
Monel 400: Are o rezistență ridicată și o rezistență excelentă la coroziune în medii acide și alcaline, potrivite în special pentru condiții de reducere. De asemenea, are o ductilitate bună și conductivitate termică. Folosit în mod obișnuit în inginerie marină, procesare chimică și hidrocarburi, schimbătoare de căldură, supape și pompe.
Monel 401: Are caracteristicile de sudare usoara cu gaz inert de tungsten, sudare prin rezistenta si lipire. Pentru aplicații electrice și electronice specializate.
Monel 404: Poate fi folosit pentru sudare și forjare folosind tehnici de sudare obișnuite, dar nu poate fi prelucrat la cald. Are temperatură scăzută, permeabilitate scăzută și proprietăți bune de lipire. Folosit în general pentru tranzistori și etanșări metalice.
Monel 405: ușor de tăiat, folosit în principal ca materie primă pentru mașinile automate cu șuruburi și, în general, nu este recomandat pentru alte aplicații.
Monel 450: Are o rezistență bună la oboseală și o conductivitate termică ridicată. Folosit în general în condensatoare, distilatoare, evaporatoare și tuburi schimbătoare de căldură, precum și în conductele de saramură.
Monel K-500: are practic aceleași performanțe ca și Monel 400 și este utilizat în mod obișnuit în arborii pompelor, rotoarelor, racletelor, colarelor de foraj pentru puțuri de petrol, instrumentelor și componentelor electronice.
Monel 502: are o bună rezistență la fluaj și rezistență la oxidare și poate fi, de asemenea, prelucrat ca oțelul inoxidabil austenitic.
Hastelloy B-2: rezistență excelentă la coroziune în medii reducătoare.
Hastelloy B-3: o versiune îmbunătățită a B2, are o rezistență excelentă la coroziune la acidul clorhidric la orice temperatură și concentrație;
Hastelloy C-4: stabilitate termică bună, duritate bună și rezistență la coroziune la 650~1040 grade;
Hastelloy C-22: rezistența sa la coroziune uniformă în mediile oxidante este mai bună decât cea a C-4 și C{-276, iar rezistența sa la coroziune localizată este excelentă;
Hastelloy C-276: are o rezistență bună la coroziune oxidativă și de reducere moderată și o rezistență excelentă la coroziune prin stres;
Hastelloy C-2000: cel mai cuprinzător aliaj rezistent la coroziune, cu o rezistență excelentă la coroziune uniformă atât în medii oxidante, cât și reducătoare;
Hastelloy G-30: aliaj pe bază de nichel cu conținut ridicat de crom, performanță excelentă în acid fosforic și alte medii acide mixte puternic oxidante;
Hastelloy X: Combinație de rezistență ridicată, antioxidant și procesare ușoară.
Comparația caracteristicilor mărcilor utilizate în mod obișnuit
Compoziția chimică a N5 este similară cu cea a N02201, iar compoziția chimică a N6 și N7 este similară cu cea a N02200. Deoarece N02200 are un conținut de carbon mai mic sau egal cu 0,15%, grafitizarea la 315 grade face ca materialul să fie fragil, astfel încât temperatura maximă utilizată este de 315 grade.
8{{10}}0, 800H și 800HT au aceeași compoziție a elementelor chimice în standardul ASME. 800 are cel mai scăzut conținut de carbon, temperatura de recoacere este de 982-1038 grade și temperatura de utilizare este sub 600 de grade; 800H are un conținut limitat de Al+Ti, iar după un tratament special cu soluție solidă (1121-1177 grad ), granulele de cristal sunt grosiere, iar boabele sunt ASTM- 5.0, rezistența la rupere la fluaj peste 600 de grade este semnificativ îmbunătățită; 800HT crește conținutul de Al+Ti. După un tratament special cu soluție solidă (1121-1177 grad ), granulele de cristal sunt grosiere, iar boabele sunt ASTM-5.0 , care are cea mai mare rezistență la rupere la fluaj peste 700 de grade și are o îmbunătățire semnificativă. Dacă temperatura de tratament termic este prea mare, granulele de material se vor extinde, vor avea o limită de fluaj mai mare și o limită de rezistență de durată și vor reduce duritatea. Temperaturile mai ridicate ale tratamentului termic au ca rezultat o nucleare mai rapidă și un număr crescut de cristale. În acest moment, boabele sunt relativ fine. Când timpul de păstrare este prelungit, boabele vor crește. Când viteza de răcire este lentă, boabele vor deveni și ele mai mari. În general, cu cât temperatura este mai mare (gradient mai mic), cu atât dimensiunea granulelor este mai mare. Cu cât boabele sunt mai mici, cu atât rezistența și duritatea sunt mai mari și plasticitatea și duritatea sunt mai bune. Cu toate acestea, într-un mediu de lucru cu temperatură ridicată, boabele devin mai grosiere și lungimea totală a limitelor de cereale este redusă. Deformarea sau deteriorarea cauzată de alunecarea de-a lungul granițelor de cereale sau performanța de fluaj este îmbunătățită.
Compoziția chimică principală a N06600: 72Ni-15Cr-8Fe, compoziția chimică principală a N08800: 33Ni-42Fe{-21Cr, care este echivalent cu împărțirea conținutului de 72Ni în N06600 în 33Ni+45Fe și reducerea costurilor prin înlocuirea unei părți din nichel.
Principala compoziție chimică a N10675 este 65Ni-29,5Mo-2Fe{-2Cr, iar compoziția chimică a N10276 este 54Ni-16Mo{-15Cr. Poate fi considerat aproximativ ca împărțind 29,5 Mo în N10675 în 16 Mo+15Cr. Datorită creșterii conținutului de Cr, materialul este rezistent la coroziunea mediului oxidant. Abilitatea.
