1. Komerciāli tīrs niķelis (NI200 / UNS N02200) bieži tiek izvēlēts nevis augstas izturības dēļ, bet gan unikālu fizisko īpašību kopumam. Kādi ir trīs primārie īpašumi - balstīti iemesli, lai norādītu tīru niķeļa apaļo joslu, un kādas rūpniecības lietojumprogrammas katru izmanto?
Jums ir taisnība, ka tīrs niķelis nav augsts - stiprības sakausējums, piemēram, tērauds vai superaloys. Tās vērtība slēpjas ārkārtas un unikālā fiziskās un korozijas kombinācijā - izturīgas īpašības. Trīs galvenie tās specifikācijas iemesli ir:
Izcila izturība pret koroziju noteiktā vidē: Tīram niķelim ir izcila izturība pret koroziju ar kaustisko sārmu (koncentrētu un karstu), augstu - temperatūras halogēniem un dažādiem sāļiem. Tās veiktspēja reducējošā vidē ir pārāka par niķeļa - hroma sakausējumiem.
Pielietojums: Tas padara NI200 apaļo joslu par izvēlēto materiālu kaustiskās sodas (nātrija hidroksīda) ražošanas un apstrādes iekārtām. Komponenti, piemēram, sūkņu vārpstas, vārstu kātiņi un veidotājus iztvaicētāja vienībās, parasti tiek apstrādāti no tīriem niķeļa apaļiem stieņiem, lai nodrošinātu ilgmūžību šajos ārkārtīgi kodīgos apstākļos.
Augsta termiskā un elektriskā vadītspēja: lai arī tas nav tik vadošs kā varš, niķelis piedāvā labvēlīgu labas elektriskās vadītspējas kombināciju (aptuveni 25% no vara) ar ievērojami augstāku izturību un augstāku izturību pret koroziju.
Pielietojums: Elektroķīmiskās un elektronikas rūpniecībā elektrodus, autobusu stieņus un svina stieņus izmanto tīras niķeļa stieņus apšuvuma vannās un specializētās krāsnīs. Tie nodrošina stabilu strukturālu sastāvdaļu, kas arī kalpo kā efektīvs diriģents, izturoties pret procesa ķīmijas uzbrukumu.
Augstas magnētiskās un magnetostriktīvās īpašības: tīrs niķelis ir magnētiski mīksts (zema spējība) un tam ir liels magnetostriktīvs efekts (tas maina izmērus magnētiskajā laukā).
Pielietojums: Šis īpašums ir būtisks specializētiem sensoriem, devējiem un magnetosticējošajiem izpildmehānismiem. Apaļās joslas var izgatavot serdeņos vai citos komponentos ierīcēm, kas magnētisko enerģiju pārvērš mehāniskā kustībā, vai otrādi, kur tā paredzamā magnētiskā reakcija ir kritiska.
2. Termins "pielāgots" tīrai niķeļa apaļai joslai var ietvert vairākus aspektus. Papildus pamata izmēriem, kādi ir galvenie pielāgošanas parametri, kas pircējam būtu jānorāda, lai nodrošinātu, ka materiāls atbilst precīzas lietojumprogrammas vajadzībām, piemēram, pusvadītāju armatūru vai medicīniskās ierīces komponentu?
Tīras niķeļa apaļās joslas pielāgošana pārsniedz vienkāršu diametru un garumu. Augstām - tehnoloģiju lietojumprogrammām "Velns ir detaļās", un konsekventai veiktspējai ir vajadzīgas precīzas specifikācijas.
Galvenie pielāgošanas parametri ir:
Metalurģiskais stāvoklis (temperaments): tas ir vissvarīgākais. Pircējam jānorāda nepieciešamais mehāniskais stāvoklis, kas tieši ietekmē mehāniskumu un galīgās daļas stiprumu.
Karsts - pabeigts: izmaksas - Efektīva nosacījums, kas nav - kritiskās detaļas.
Atvienots (mīksts): mīkstākais stāvoklis, kas piedāvā maksimālu elastību un ērtu apstrādi sarežģītām sastāvdaļām. Ideāli sarežģītām medicīnisko ierīču detaļām.
Aukstais - uzzīmēts (cieta/puse - cietā/pavasarī): auksts zīmējums palielina stiepes izturību, ražas izturību un cietību, vienlaikus samazinot elastību. Tas ir norādīts lietojumprogrammām, kurām nepieciešama augstāka strukturālā integritāte, piemēram, vārpsta, kurai jābūt pretoties liekumam.
Virsmas apdare un integritāte:
Apgriezts/mizots: standarta apdare, kurā ārējā virsma ir apstrādāta, lai noņemtu mērogu un nepilnības.
Pulēta/spoguļa: lietojumprogrammām, kurām nepieciešama ultra - tīras virsmas, piemēram, pusvadītāju apstrādes armatūra vai pārtika - pakāpes komponenti, lai novērstu daļiņu piesārņojumu un saķeri.
Precīza pamats: lietojumprogrammām, kurām ir nepieciešama īpaši stingra izmēru pielaide un augstāka virsmas apdare blīvējuma vai gultņa nolūkos.
Sertifikācija un izsekojamība:
Standarta dzirnavu sertifikāts: atbilstības sertifikāts, kurā teikts, ka materiāls atbilst standartam.
Sertificēts materiāla testa pārskats (CMTR) / 3.1. Sertifikāts: stingrāks dokuments, kas nodrošina faktisko ķīmiskā un mehāniskā testa rezultātu no īpašā materiāla siltuma / partijas. Tas bieži ir obligāts aviācijas, medicīniskās un kodolieroču lietojumprogrammās.
Īpašas tīrības prasības: vakuumam vai ultra - augstiem - tīrības lietojumprogrammām (piemēram, pusvadītājs), norādot zemas magnētiskās caurlaidības pakāpes vai uzliekot ierobežojumus izsekošanas elementiem, kas varētu pārspēt, ir kritiska.
3. No apstrādes un izgatavošanas viedokļa, kādas ir īpašās problēmas un labākā prakse, strādājot ar tīru niķeļa apaļu stieni, salīdzinot ar biežāk sastopamiem materiāliem, piemēram, tēraudu vai alumīniju?
Tīrā niķeļa apstrāde rada unikālas problēmas, pateicoties tām raksturīgajām īpašībām: augsta elastība, darbs - sacietēšanas tendence un zema termiskā vadītspēja. Panākumi prasa ievērojami pielāgot paņēmienus.
Izaicinājumi:
Ātra darba sacietēšana: niķeļa darbs - apstrādes laikā ātri sacietē. Dumjš instruments vai pārāk viegls griezums berzēs un pulēs virsmu, nevis sagriež to, izveidojot ārkārtīgi cietu, trauslu slāni, kas turpmākās caurlaides apgrūtina un var izraisīt instrumenta kļūmi.
Slikta mikroshēmu pārrāvums: Materiāla izturība noved pie garām, nepārtrauktām mikroshēmām, nevis mazām, salauztām. Šīs "putnu ligzdas" mikroshēmas var ietīt ap instrumentu un sagatavi, sabojājot abus un rada bīstamību drošībā.
Augsti griešanas spēki un karstums: niķeļa izturībai ir nepieciešama izturīga mašīna, un tā zemā siltumvadītspēja nozīmē siltuma koncentrātus griešanas malā, nevis mikroshēmā to aiznes, krasi samazinot instrumenta kalpošanas laiku.
Labākā prakse:
Rīka izvēle: izmantojiet asu, pozitīvu - grābekļa griešanas rīkus, kas izgatavoti no premium klases karbīda pakāpēm (piemēram, C - 2 vai C-3) vai specializētas niķeļa apstrādes pakāpes. Pārklājumi, piemēram, Tialn, var palīdzēt pārvaldīt siltumu.
Apstrādes parametri:
Smaga, nemainīga padeve: izmantojiet pietiekami smagu barības ātrumu, lai nodrošinātu, ka griezums tiek veikts zem darba - rūdīta slāņa no iepriekšējās caurlaides. Nekad neļaujiet rīkam pakavēties griezumā.
Mērens ātrums un plašs dzesēšanas šķidrums: siltuma pārvaldībai izmantojiet lēnāku virsmas ātrumu. Izmantojiet augstu - tilpumu, augstu - spiediena dzesēšanas šķidruma sistēmu, lai izskalotu mikroshēmas, samazinātu siltumu un novērstu darba sacietēšanu.
Stingra iestatīšana: sagatave un instruments jātur ar maksimālu stingrību, lai samazinātu vibrāciju un novirzi, kas saasina darbu sacietēšanā.
CHIP CONTROL: Izmantojiet mikroshēmu - Breaker ģeometrijas uz ieliktņiem un augstu - spiediena dzesēšanas šķidrumu, lai palīdzētu saritināties un salauzt sarežģītās mikroshēmas.
4. Starptautisko standartu kontekstā, kā kopīgas specifikācijas, piemēram, ASTM B160 niķeļa joslā, atšķiras no tipiska klienta "pielāgotās" prasības? Kādus īpašus testus varētu izsaukt pielāgotā secībā, kas nav standarta specifikācijā?
Standarti, piemēram, ASTM B160, nosaka minimālās pieņemamās prasības komerciāli tīrai niķeļa joslai. Viņi definē ķīmijas, mehānisko īpašību bāzes līniju dažādos temperatūrās un vispārējās izmēru pielaides. Tas ir "viens - izmērs - der - visvairāk" kvalitātes garantija.
"Pielāgota" prasība paaugstina specifikāciju, pievienojot veiktspējas kritērijus, kas ir vai nu stingrāki, vai arī pilnībā ārpus ASTM B160 darbības jomas. Tas pielāgo materiālu konkrētai, bieži kritiskākai funkcijai.
Konkrēti testi, kurus varētu izsaukt pielāgotā secībā, ietver:
Uzlabota ne - destruktīva pārbaude (NDT): Lai gan ASTM B160 var nenodot NDT, kritiskai rotējošai vārpstai pielāgotam secībai varētu būt nepieciešama 100% ultraskaņas pārbaude (UT) noteiktam akceptēšanas standartam (piemēram, ASTM E114), lai nodrošinātu, ka iekšējais materiāls ir brīvs no ieslēgumiem, validiem vai citām distantuēm.
Graudu lieluma analīze (ASTM E112): standarts norāda mehāniskās īpašības, bet ne mikrostruktūru. Pielāgota secība daļai, kurai nepieciešami īpašas formēšanas īpašības vai magnētiskās īpašības, var norādīt precīzu, vienmērīgu graudu lieluma diapazonu (piemēram, ASTM graudu lielums Nr. . 5-7).
Īpaša korozijas pārbaude: klientam, kurš izmanto joslu jaunam ķīmiskam procesam, var būt nepieciešams pielāgots korozijas tests noteiktā vidē, norādot maksimāli pieļaujamo korozijas ātrumu, kuru neattiecas standarts.
Stingras dimensijas pielaides: standartā uz diametra var norādīt toleranci ± 0,005 collas. Pielāgots precizitātes zemes josla var prasīt toleranci ± 0,0005 collas.
Ūdeņraža/skābekļa gāzes saturs: komponentiem, kas paredzēti augstai - vakuuma videi (piemēram, kosmosa lietojumprogrammām), pircējs var norādīt maksimāli pieļaujamo izšķīdušā ūdeņraža un skābekļa līmeni, lai novērstu ārpusi.
5. Projektam, kurā iesaistīts augsts - temperatūras kaustiskā apstrāde, kāpēc inženieris varētu norādīt tīru niķeļa (NI200) apaļu stieni virs izplatītāka un lētāka nerūsējošā tērauda, piemēram, 316L, un kāds ir kritiskais temperatūras ierobežojums, kas jāņem vērā niķelim?
Tīrā niķeļa izvēle virs 316L nerūsējošā tērauda karstā kaustiskā vidē ir to ļoti atšķirīgo korozijas mehānismu tiešas sekas.
Kāpēc niķelis virs 316L?
Nerūsējoši tēraudi, piemēram, 316L, paļaujas uz pasīvu hroma oksīda (cr₂o₃) plēvi korozijas rezistencei. Tomēr karstos, koncentrētos kaustiskos šķīdumos (īpaši virs ~ 50% koncentrācijas un 80 ° C) šī pasīvā plēve kļūst nestabila un izšķīst. Pēc tam nerūsējošais tērauds korodē ar augstu un neparedzamu ātrumu, bieži izpaužas kā smaga vispārēja retināšanas un stresa korozijas plaisāšana.
Tīrs niķelis, tieši pretēji, veido stabilu, aizsargājošu niķeļa oksīda (NIO) plēvi kaustiskā vidē. Šajos apstākļos tas ir termodinamiski stabils, izraisot ārkārtīgi zemu, paredzamu korozijas ātrumu. Tas padara to par etalona materiālu kaustiskajiem iztvaicētājiem, kodolsintēzes podiem nātrija hidroksīdam un ar to saistīto aprīkojumu.
Kritiskais temperatūras ierobežojums:
Vienīgais vissvarīgākais tīra niķeļa ierobežojums ir tā neaizsargātība pret sēra empitrentu paaugstinātā temperatūrā.
Niķelim ir augsta afinitāte pret sēru. Kad tas ir pakļauts sēram -, kas satur atmosfēras (piemēram, degvielu, procesu gāzes vai pat sulfāti sāļos) virs aptuveni 315 ° C (600 ° F), sēra izkliedējas niķeļa graudu robežās. Tas veido zemu - kausēšanu - punktu niķelis - niķeļa sulfīda eutektiskā fāze, kas smagi iemieso metālu, izraisot tā zaudēšanu gandrīz visa tā elastība un stiepes izturība. Tas var izraisīt katastrofisku starpgranulāru kļūmi slodzē.
Secinājums inženierim:
Tāpēc inženieris norādītu NI200 apaļo stieni kaustiskā apstrādes sūkņa vārpstai, jo tā ir vienīgā uzticamā iespēja. Tomēr viņiem vienlaicīgi jāizstrādā sistēma, lai nodrošinātu, ka niķeļa komponents nekad nepārsniedz ~ 300 ° C, un tas ir pilnībā izolēts no jebkura potenciāla sēra piesārņojuma avota darbības, uzturēšanas vai pat uzglabāšanas un izgatavošanas laikā.
