Yüksek sıcaklık alaşımları-nikel bazlı alaşımlar
Yüksek sıcaklık alaşımları, 600 derecenin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda ve belirli stres altında uzun süre çalışabilen, yüksek yüksek sıcaklık dayanımına, iyi oksidasyon direncine sahip, demir, nikel ve kobalt bazlı bir tür metal malzemeyi ifade eder. sıcak korozyon direnci. İyi yorulma performansı ve kırılma tokluğu ve diğer kapsamlı özellikleri nedeniyle Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde süper alaşım olarak adlandırılmaktadır. Genellikle yüksek sıcaklık (600~1200 derece) ve karmaşık stres koşullarında uzun süre çalışan bileşenler için kullanılır.
Nikel bazlı alaşım şu anda en yaygın kullanılan yüksek sıcaklık alaşımıdır ve esas olarak yüksek sıcaklık, güçlü asit veya alkali ve güçlü oksidasyon gibi çalışma ortamlarında kullanılır. Geliştirilmesi ve kullanılması, jet uçaklarının ortaya çıkışının yüksek sıcaklık alaşımlarının performansına yönelik daha yüksek gereksinimler getirmesi nedeniyle 1930'ların sonlarında başladı. Bu makale nikel bazlı alaşımları aşağıdaki yönlerden tanıtacaktır.
tip
Performansa göre bölünmüş:
Nikel bazlı korozyona dayanıklı alaşım: Ana alaşım elementleri bakır, krom ve molibdendir. İyi kapsamlı bir performansa sahiptir ve çeşitli asit korozyonuna ve stres korozyonuna dayanabilir. Temel olarak nikel-bakır (Ni-Cu) alaşımı (Monel alaşımı), nikel-krom (Ni-Cr) alaşımı (nikel bazlı ısıya dayanıklı alaşım, Incoloy, Inconel serisi), nikel-molibden (Ni-Mo) alaşımı ( Hastelloy B serisi), nikel-krom-molibden (Ni-Cr-Mo) alaşımı (esas olarak Hastelloy C serisi) vb. Aynı zamanda saf nikel, nikel bazlı korozyona dayanıklı alaşımların da tipik bir temsilcisidir.
Nikel bazlı aşınmaya dayanıklı alaşım: Ana alaşım elementleri krom, molibden ve tungstendir ve ayrıca az miktarda niyobyum, tantal ve indiyum içerir. Aşınma direncinin yanı sıra iyi anti-oksidasyon, korozyon direnci ve kaynak özelliklerine de sahiptir.
Nikel bazlı hassas alaşımlar: nikel bazlı yumuşak manyetik alaşımlar, nikel bazlı hassas dirençli alaşımlar ve nikel bazlı elektrotermal alaşımlar vb. dahil. En yaygın kullanılan yumuşak manyetik alaşım, yaklaşık %80 nikel içeren Permalloy'dur. Yüksek maksimum manyetik geçirgenliğe ve başlangıç manyetik geçirgenliğine ve düşük zorlayıcı kuvvete sahiptir. Elektronik endüstrisinde önemli bir demir çekirdek malzemesidir. Nikel bazlı hassas dirençli alaşımın ana alaşım elementleri krom, alüminyum ve bakırdır. Bu alaşım yüksek dirence, düşük sıcaklık direnci katsayısına ve iyi korozyon direncine sahiptir ve direnç yapımında kullanılır. Nikel bazlı elektrikli ısıtma alaşımı, %20 krom içeren bir nikel alaşımıdır. İyi anti-oksidasyon ve korozyon önleyici özelliklere sahiptir ve 1000 ila 1100 derece arasındaki sıcaklıklarda uzun süre kullanılabilir.
Nikel bazlı hafızalı alaşım: %50 (at) titanyum içeren bir nikel alaşımı. İyileşme sıcaklığı 70 derece olup, şekil hafıza etkisi iyidir. Nikel-titanyum bileşenlerinin oranındaki küçük bir değişiklik, geri kazanım sıcaklığını 30 ila 100 derece aralığında değiştirebilir.
Ortak nikel bazlı alaşım özellikleri
Inconel 600: Yüksek sıcaklıkta iyi korozyon direncine ve oksidasyon direncine, mükemmel sıcak ve soğuk işleme ve kaynak özelliklerine sahiptir ve 700 derecenin altında tatmin edici termal dayanıma ve yüksek plastisiteye sahiptir;
Inconel 625: Klorür ortamındaki çukurlaşma, aralık korozyonu, tanecikler arası korozyon ve erozyona karşı mükemmel direnç; aside dayanıklı ve iyi kaynaklanabilirlik; Inconel 625'in düşük çevrimli yorulma versiyonları yaygın olarak kullanılan Körüklerdir.
Inconel 690: Kobalt içeriği düşüktür, nükleer enerji ile ilgili uygulamalara uygundur ve direnci düşüktür. Örneğin basınçlı su reaktörlü nükleer santrallerdeki buhar jeneratörlerinin ısı transfer borularının tamamı 690 malzemeden yapılmaktadır.
Inconel 713C: Çökeltmeyle sertleştirilmiş nikel-krom bazlı döküm alaşımı.
Inconel 718: "Faz güçlendirme aşaması" ile iyi kaynak performansı sağlar.
Inconel 751: Daha fazla alüminyum içeriğinin eklenmesi, 870 dereceye yakın yüksek sıcaklık aralığında daha iyi kırılma mukavemeti sağlar.
Inconel 792: Daha fazla alüminyum içeriğinin eklenmesi, onu yüksek sıcaklıklarda korozyona daha dayanıklı hale getirir ve gaz türbinlerinin üretimi için uygun hale getirir.
Inconel 939: 'Kaynak performansını artırmak için faz güçlendirme.
Incoloy 020: Sülfürik asit, klorür, fosforik asit ve nitrik asit içeren kimyasal ortamlarda mükemmel korozyon direnci gösterir.
Incoloy 028: Hem asitlere hem de tuzlara karşı dayanıklı olan bakır içeriği onu sülfürik asite karşı dayanıklı hale getirir.
Incoloy 330: Yüksek sıcaklıklarda iyi bir mukavemet ve oksitleyici ve indirgeyici ortamlara karşı iyi bir direnç gösterir.
Incoloy 800: Klorürde, düşük konsantrasyonlu NaOH sulu çözeltilerinde ve yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı suda stresli korozyon çatlamasına karşı mükemmel dirence sahiptir. Yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kaldıktan sonra bile stabil kalabilir ve östenitik yapısını koruyabilir.
Incoloy 803: Kükürt bakımından zengin ortamlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
Incoloy 825: Asitlerin indirgenmesinde ve oksitlenmesinde iyi korozyon direncine, stresli korozyon çatlamasına, oyuk korozyonuna ve çatlak korozyonuna karşı dirence, sülfürik asit ve fosforik asite karşı mükemmel korozyon direncine ve iyi sıcak ve soğuk işleme özelliklerine sahiptir. Soğuk şekillendirilmesi ve kaynaklanması kolaydır.
Incoloy 908: yüksek çekme mukavemetine, yorulma çatlağı büyümesine karşı dirence, iyi kaynaklanabilirliğe, metalurjik stabiliteye ve sünekliğe, yüksek kırılma ve darbe dayanıklılığına, düşük termal genleşme katsayısına, oksijen gevrekleşmesine karşı dirence ve sıcak işleme sırasında çatlamama özelliğine sahiptir.
Incoloy 907: Yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet ve düşük termal genleşme katsayısı.
Incoloy 945X: Klor açısından zengin ortamlar için tasarlanan molibden, çatlak korozyonuna ve çukurlaşma korozyonuna karşı direncini artırır.
Incoloy MA956: Entegre bir eritme işlemi yerine mekanik alaşımlama yoluyla yapılmış olup kaynaklanması zordur ve oluşturulması için 200°C'ye ısıtılması gerekir.
Monel 400: Asidik ve alkali ortamlarda yüksek mukavemete ve mükemmel korozyon direncine sahiptir, özellikle indirgeyici koşullara uygundur. Aynı zamanda iyi sünekliğe ve termal iletkenliğe sahiptir. Yaygın olarak denizcilik mühendisliğinde, kimyasal ve hidrokarbon işlemede, ısı eşanjörlerinde, vanalarda ve pompalarda kullanılır.
Monel 401: Kolay tungsten inert gaz korumalı kaynak, direnç kaynağı ve lehimleme özelliklerine sahiptir. Özel elektrik ve elektronik uygulamalar için.
Monel 404: Yaygın kaynak teknikleri kullanılarak kaynak ve dövme için kullanılabilir ancak sıcak işlenemez. Düşük sıcaklık, düşük geçirgenlik ve iyi lehimleme özelliklerine sahiptir. Genellikle transistörler ve metal contalar için kullanılır.
Monel 405: kesilmesi kolaydır, çoğunlukla otomatik vida makinelerinin hammaddesi olarak kullanılır ve genellikle diğer uygulamalar için önerilmez.
Monel 450: İyi yorulma mukavemetine ve yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Genellikle kondenserlerde, damıtıcılarda, buharlaştırıcılarda ve ısı eşanjör borularında ve tuzlu su borularında kullanılır.
Monel K-500: Temelde Monel 400 ile aynı performansa sahiptir ve yaygın olarak pompa millerinde, pervanelerde, sıyırıcılarda, petrol kuyusu sondaj bileziklerinde, aletlerde ve elektronik bileşenlerde kullanılır.
Monel 502: iyi bir sürünme direncine ve oksidasyon direncine sahiptir ve aynı zamanda östenitik paslanmaz çelik gibi işlenebilir.
Hastelloy B-2: İndirgeyici ortamlarda mükemmel korozyon direnci.
Hastelloy B-3: B2'nin yükseltilmiş bir versiyonu, her türlü sıcaklık ve konsantrasyonda hidroklorik asite karşı mükemmel korozyon direncine sahiptir;
Hastelloy C-4: 650~1040 derecede iyi termal stabilite, iyi tokluk ve korozyon direnci;
Hastelloy C-22: Oksitleyici ortamda tekdüze korozyona karşı direnci C-4 ve C-276'ninkinden daha iyidir ve lokal korozyona karşı direnci mükemmeldir;
Hastelloy C-276: Oksidatif ve orta derecede redüksiyon korozyonuna karşı iyi bir dirence ve stres korozyonuna karşı mükemmel bir dirence sahiptir;
Hastelloy C-2000: Hem oksitleyici hem de indirgeyici ortamlarda mükemmel tekdüze korozyon direncine sahip, en kapsamlı korozyona dayanıklı alaşım;
Hastelloy G-30: Yüksek krom içeriğine sahip nikel bazlı alaşım, fosforik asit ve diğer kuvvetli oksitleyici karışık asit ortamlarında mükemmel performans;
Hastelloy X: Yüksek mukavemet, antioksidan ve kolay işlenmenin birleşimi.
Yaygın olarak kullanılan markaların özelliklerinin karşılaştırılması
N5'in kimyasal bileşimi N02201'inkine benzer, N6 ve N7'nin kimyasal bileşimi ise N02200'ünkine benzer. N02200'ün karbon içeriği %0,15'ten az veya buna eşit olduğundan, 315 derecede grafitleştirme malzemeyi kırılgan hale getirir, dolayısıyla kullanılan maksimum sıcaklık 315 derecedir.
8{{10}}0, 800H ve 800HT, ASME standardında aynı kimyasal element bileşimine sahiptir. 800 en düşük karbon içeriğine sahiptir, tavlama sıcaklığı 982-1038 derecedir ve kullanım sıcaklığı 600 derecenin altındadır; 800H sınırlı bir Al+Ti içeriğine sahiptir ve özel katı çözelti işleminden (1121-1177 derece) sonra kristal taneleri iridir ve taneler ASTM- 5.0'dır, sürünme kopma direnci 600 derecenin üzerindedir önemli ölçüde iyileştirildi; 800HT Al+Ti içeriğini arttırır. Özel katı çözelti işleminden sonra (1121-1177 derece), kristal taneleri kaba ve taneler ASTM-5.0 olup, 700 derecenin üzerinde en yüksek sürünme kopma direncine sahiptir ve önemli bir gelişme gösterir. Isıl işlem sıcaklığı çok yüksek olursa, malzeme taneleri genleşecek, sürünme sınırı ve kalıcı dayanım sınırı daha yüksek olacak ve tokluk azalacaktır. Daha yüksek ısıl işlem sıcaklıkları daha hızlı çekirdeklenme ve artan kristal sayısı ile sonuçlanır. Bu zamanda taneler nispeten incedir. Bekletme süresi uzadıkça taneler büyüyecektir. Soğutma hızı yavaşladığında taneler de büyüyecektir. Genel olarak konuşursak, sıcaklık ne kadar yüksek olursa (gradyan ne kadar küçükse), tane boyutu da o kadar büyük olur. Taneler ne kadar küçük olursa, mukavemet ve sertlik o kadar yüksek olur ve plastisite ve tokluk da o kadar iyi olur. Ancak yüksek sıcaklıktaki çalışma ortamında taneler daha kaba hale gelir ve tane sınırlarının toplam uzunluğu azalır. Tane sınırları boyunca kaymanın veya sürünme performansının neden olduğu deformasyon veya hasar iyileştirilir.
N06600'ün ana kimyasal bileşimi: 72Ni-15Cr-8Fe, N08800'ün ana kimyasal bileşimi: 33Ni-42Fe-21Cr, 72Ni içeriğini bölmeye eşdeğerdir N06600'ü 33Ni+45Fe'ye dönüştürüyor ve nikelin bir kısmını değiştirerek maliyetleri düşürüyoruz.
N10675'in ana kimyasal bileşimi 65Ni-29.5Mo-2Fe-2Cr'dir ve N10276'nın kimyasal bileşimi 54Ni-16Mo-15Cr'dir. Yaklaşık olarak N10675'teki 29,5Mo'yu 16Mo+15Cr'ye bölmek olarak kabul edilebilir. Cr içeriğinin artması nedeniyle malzeme oksitleyici ortam korozyonuna karşı dayanıklıdır. Yetenek.
