Vai zemā temperatūrā būtiski samazinās niķeļa{0}}sakausējumu triecienizturība?

1. Niķeļa{1}}sakausējumi ar stabilu triecienizturību zemā temperatūrā

Stabila austenīta matricas struktūra: Šie sakausējumi ir izstrādāti ar pilnībā vērstu -centrētu kubisko (FCC) austenīta matricu, kurai nav elastīgas-trauslas pārejas temperatūras (DBTT) plašā temperatūras diapazonā. Atšķirībā no korpusa -centrēta kubiskā (BCC) metāliem (piemēram, oglekļa tērauda), FCC struktūra ļauj aktivizēt vairākas dislokācijas slīdēšanas sistēmas pat ļoti zemā temperatūrā, efektīvi absorbējot trieciena enerģiju un novēršot trauslus lūzumus.

Zems trauslo fāžu un piemaisījumu saturs: Šo sakausējumu ķīmiskais sastāvs ir optimizēts, lai samazinātu trauslu nogulšņu (piemēram, rupju karbīdu, starpmetālu savienojumu) un kaitīgo piemaisījumu (piemēram, sēra, fosfora) saturu. Piemēram, Hastelloy C276 stingri kontrolē oglekļa saturu zem 0,01%, lai izvairītos no nepārtrauktu karbīda plēvju veidošanās pie graudu robežām, kas varētu izraisīt trauslumu.

Vienveidīga mikrostruktūra: Saprātīga termiskā apstrāde (piemēram, atkvēlināšana ar šķīdumu) nodrošina viendabīgu graudu izmēru un novērš iekšējo spriegumu. Smalki un viendabīgi graudi var kavēt mikroplaisu izplatīšanos triecienslodzes laikā, tādējādi saglabājot augstu triecienizturību zemā temperatūrā.

2. Sakausējumi uz niķeļa-bāzes ar acīmredzamu zemas-temperatūras triecienizturības samazināšanos

Stiprināšanas fāzes nokrišņi: Šie sakausējumi balstās uz lielu skaitu smalkas stiprināšanas fāzes (piemēram, '' fāze, '' fāze), lai sasniegtu augstu -temperatūras izturību. Zemās temperatūrās palielinās mijiedarbība starp dislokācijām un šīm cietajām stiprināšanas fāzēm, samazinot dislokācijas mobilitāti matricā. Tas samazina sakausējuma spēju absorbēt trieciena enerģiju, kā rezultātā samazinās triecienizturība salīdzinājumā ar istabas temperatūru.

Graudu robežas trausluma risks: Ja termiskās apstrādes process ir nepareizs (piemēram, pārmērīga -novecošanās), rupji karbīdi (piemēram, M₂₃C₆) var izgulsnēties pie graudu robežām. Zemās temperatūrās šie karbīdi kļūst par sprieguma koncentrācijas punktiem, kas trieciena laikā var paātrināt starpkristālu plaisu rašanos un izplatīšanos, vēl vairāk pastiprinot stingrības samazināšanos.

Aukstā darba efekts: Auksti{0}}apstrādāti nokrišņi-rūdītiem sakausējumiem ir lielāks dislokācijas blīvums. Zemā temperatūrā uzkrātās dislokācijas ir grūti pārvietot, izraisot acīmredzamāku triecienizturības samazināšanos salīdzinājumā ar atkvēlināto stāvokli.

Piemēram, Inconel 718 sakausējuma Charpy trieciena enerģija istabas temperatūrā ir aptuveni 80–100 J, savukārt pie -196 grādiem tā samazinās līdz 40–60 J, kas ir samazinājums par aptuveni 50%. Tomēr šis stingrības līmenis joprojām ir pietiekams lielākajai daļai zemas temperatūras strukturālo lietojumu.

3. Galvenie faktori, kas ietekmē zemas{1}}temperatūras triecienizturības tendenci

Niķeļa saturs: lielāks niķeļa saturs palīdz stabilizēt austenīta matricu, uzlabojot sakausējuma izturību pret zemu{0}}temperatūru.

Leģējošie elementi: tādi elementi kā mangāns, slāpeklis var rafinēt graudus un uzlabot zemas{0}}temperatūras izturību; pārmērīgs ogleklis, silīcijs, fosfors veicinās trauslu fāžu veidošanos un samazinās stingrību.

Termiskā apstrāde: Šķīduma atkausēšana var izšķīdināt trauslās fāzes un uzlabot stingrību; saprātīga novecošana var izvairīties no fāzes raupjuma stiprināšanas; pār-novecošanās novedīs pie izturības pasliktināšanās.

Kopsavilkums

Noslēgumā jāsaka, ka niķeļa{0}}sakausējumu triecienizturība zemās temperatūrās neuzrāda vispārēju, būtisku samazināšanos. Pret koroziju-izturīgie niķeļa-vara sakausējumi un augstas-tīrības pakāpes niķeļa-bāzes sakausējumi saglabā stabilu izturību pat kriogēnās temperatūrās.