Nikkel legering
1. typer af nikkellegeringer
Nikkellegeringer kan bredt kategoriseres i følgende typer:
1.1. Nickel - kobberlegeringer (Monel)
Monel -legeringer er lavet af en kombination af nikkel og kobber, ofte med yderligere elementer som jern, mangan og silicium. Disse legeringer er kendt for deres fremragende korrosionsbestandighed i havvand og andre hårde miljøer.
Almindelige kvaliteter: Monel 400, Monel 500
Anvendelser: Marine miljøer, kemisk behandling, rumfart, olie og gas.
1.2. Nickel - chromlegeringer (Inconel, Incoloy)
Disse legeringer indeholder nikkel og krom, som gør dem ideelle til høj - temperaturanvendelser, hvor oxidationsmodstand er afgørende.
UNDERLEGELSE: Brugt til ekstreme temperaturer (f.eks. Inconel 718 til gasturbiner).
Incoloy: Indeholder en højere andel af jern sammenlignet med Inconel, der er egnet til applikationer i kemiske og varmeudvekslingsmiljøer.
Anvendelser: Gasturbiner, rumfart, atomreaktorer, ovne og kemisk behandling.
1.3. Nikkel - jernlegeringer
Nikkel - jernlegeringer som Kovar (en kontrolleret ekspansionslegering) bruges i elektronisk og glas - tætning.
Anvendelser: Elektronik, glas - til - metalforseglinger og vakuumrør.
1.4. Høj - nikkellegeringer
Legeringer med højt nikkelindhold (over 50%) tilbyder fremragende korrosionsbestandighed, især i aggressive miljøer såsom svovlsyre eller chlorid - indeholdende opløsninger.
Eksempler: Hastelloy, Inconel 625.
Anvendelser: Kemisk behandling, nuklear og rumfart.
1.5. Nikkel - molybdæn legeringer
Disse legeringer er meget modstandsdygtige over for korrosion og oxidation, især i høje - temperaturmiljøer.
Eksempel: Hastelloy C-276.
Anvendelser: Kemiske reaktorer, høje - temperaturovne og marine miljøer.
2. egenskaber ved nikkellegeringer
Nikkellegeringer har en bred vifte af ønskelige egenskaber, der gør dem velegnet til forskellige krævende applikationer.
2.1. Mekaniske egenskaber:
Trækstyrke: Nikkelslegeringer har typisk en trækstyrke, der spænder fra 50.000 psi (345 MPa) til 200.000 psi (1.379 MPa) afhængigt af legeringen.
Udbyttestyrke: De fleste nikkellegeringer tilbyder udbyttestyrker mellem 25.000 psi (172 MPa) og 120.000 psi (827 MPa).
Forlængelse: Forlængelsen af nikkellegeringer varierer generelt fra 10% til 40%, afhængigt af karakteren.
Hårdhed: Nikkellegeringer kan have en hårdhed mellem 60-90 HRB (Rockwell B-skala).
2.2. Termiske egenskaber:
Smeltepunkt: Nikkellegeringer kan modstå høje temperaturer, med smeltepunkter, der typisk spænder fra 1.300 graders F (704 grader) til 2.500 grader F (1.370 grader) afhængigt af legeringen.
Termisk ekspansion: Nikkelslegeringer har generelt en moderat koefficient for termisk ekspansion, hvilket gør dem nyttige i høje - temperaturanvendelser.
2.3. Korrosionsmodstand:
Oxidationsresistens: Nikkellegeringer, især dem med krom, som Inconel og Incoloy, har fremragende modstand mod oxidation ved høje temperaturer.
Syremodstand: Nikkel - kobberlegeringer (f.eks. Monel) tilbyder fremragende modstand mod svovlsyre og saltsyre.
Chlorid stress korrosion krakningsmodstand: Hastelloy og andre høje - nikkellegeringer er kendt for deres ekstraordinære modstand mod chlorid stress korrosion revner.
Havvandsresistens: Monel og Incoloy er især godt - egnet til applikationer til havvand.
3. fordele ved nikkellegeringer
Overlegen korrosionsbestandighed: Nikkellegeringer bruges ofte i barske miljøer som havvand, kemisk behandling og petrokemiske industrier på grund af deres enestående korrosionsbestandighed.
Høj - Temperaturstabilitet: Nikkellegeringer kan fungere godt ved forhøjede temperaturer, hvilket gør dem ideelle til anvendelser såsom gasturbiner og atomreaktorer.
Styrke og sejhed: Disse legeringer opretholder deres styrke og sejhed ved både lave og høje temperaturer.
Alsidighed: Nikkellegeringer kan tilpasses specifikke anvendelser ved at justere legeringselementerne og tilbyde en lang række mekaniske og kemiske egenskaber.
Svejsbarhed og fabrikation: Mange nikkellegeringer er meget svejselige og kan bearbejdes, hvilket gør dem alsidige til forskellige applikationer.
4. almindelige nikkellegeringer og deres applikationer
| Nikkel legering | Sammensætning | Nøgleegenskaber | Applikationer |
|---|---|---|---|
| Monel 400 | Nikkel 63%, kobber 28%, små mængder jern, mangan og silicium | Fremragende korrosionsbestandighed i havvand og sure miljøer | Marine miljøer, kemisk behandling, rumfart |
| Inconel 718 | Nikkel 52%, krom 19%, jern 19%, molybdæn 3%, titanium 1% | Fremragende høj - temperaturstyrke, oxidationsmodstand | Gasturbiner, rumfart, atomreaktorer |
| Hastelloy C-276 | Nikkel 57%, molybdæn 16%, krom 15%, små mængder jern og wolfram | Overlegen modstand mod chlorider og oxidation ved høje temperaturer | Kemisk behandling, atomreaktorer, marine applikationer |
| Monel 500 | Nikkel 67%, kobber 30%, jern 2%, mangan 1% | Stærkere end Monel 400, fremragende korrosionsbestandighed | Marine miljøer, rumfart, kemisk behandling |
| Incoloy 800 | Nikkel 30-35%, krom 19-23%, jern (balance), små mængder molybdæn og titanium | Styrke med høj temperatur, fremragende oxidationsmodstand | Varmevekslere, ovne, kemisk behandling |
5. Nikkellegeringer mod andre materialer
| Ejendom/legering | Nikkellegeringer | Rustfrit stål | Titaniumlegeringer | Aluminiumslegeringer |
|---|---|---|---|---|
| Korrosionsmodstand | Fremragende i syrer og chlorider | God, men mindre end nikkel | Fremragende i havvand og chlorider | Moderat, mindre end nikkel |
| Høj - temperaturmodstand | God, op til 2200 grader F (1204 grader) | Moderat, op til 1500 grader F (815 grader) | Op til 1500 grader F (815 grader) | Op til 1200 grader F (649 grader) |
| Styrke | Høj, især i høje - temp -miljøer | Moderat, god til generel brug | Høj styrke - til - vægtforhold | Lav, egnet til lette strukturer |