Kas ir augstie niķeļa sakausējumi?
Kas ir augsta niķeļa sakausējuma tērauds?
Pirms mēs izpētīsim, kas ir augsta niķeļa leģēta tērauds, vispirms sīki analizēsim niķeļa īpašības.
Niķelim ir lieliskas fizikālās un ķīmiskās īpašības, kas padara to par neaizstājamu materiālu simtiem tūkstošu produktu. Visizplatītākais niķeļa izmantošana ir leģējoša - īpaši ar hromu un citiem metāliem, lai izgatavotu nerūsējošo tēraudu un siltumizturīgu tēraudu.
Niķeļa īpašības
Niķeļa kausēšanas punkts ir līdz 1453 grādiem.
Tas ir izturīgs pret koroziju un oksidāciju.
Tā ir cieta viela, bet ārkārtīgi elastīga un grūta.
Niķelis viegli veido sakausējumus, kurus mēs sīki izpētīsim zemāk.
Istabas temperatūrā tas ir magnētisks.
To var nogulsnēt ar galvanizāciju (plānu niķeļa slāni uz metāla pārklā ar elektrolītisku nogulsnēšanos).
Tam ir katalītiskas īpašības (tas var paātrināt ķīmiskās reakcijas).
Niķelis ir pilnībā pārstrādājams - niķeli var pārstrādāt atkal un atkal, nezaudējot kvalitāti, veicinot apļveida ekonomikas (CE) modeli.
Kam tiek izmantots niķeļa sakausējuma tērauds?
Augsts niķeļa leģēta tērauds ir tērauda tips ar īpašu ķīmisku sastāvu, kas tai nodrošina optimālu veiktspēju augstas temperatūras, kodīgas un oksidējošās vidē.
Niķelis sakausējumos piedāvā daudz priekšrocību, neietekmējot tērauda spēju deformēties.
Parasti šie sakausējumi satur dažādas niķeļa proporcijas, lai samazinātu rūdīšanas un remdēšanas temperatūru, papildus kritiskajam ātrumam rada lielāku dzēšanas iekļūšanu. Visbeidzot, šie sakausējumi arī nodrošina palielinātu stiprību komponentos.
Sakausējuma tēraudos ietilpst plašs materiālu klāsts uz dzelzs. Niķeļa saturs svārstās no ļoti zema līmeņa (apmēram 0. 3% dažos sakausējuma tēraudos) līdz pat 20% (Marage tēraudi).
Niķeļa saturs katrā sakausējumā ir rūpīgi izstrādāts, lai nodrošinātu perfektu izturības, cietības, nodiluma pretestības vai izturības kombināciju, kas tālu pārsniedz to, ko parastais oglekļa tērauds var piedāvāt. Tos bieži izmanto aprīkojumā, kas nodrošina jaudu, formas un sagriež metālus, vai kriogēnā vidē, kur oglekļa tērauda izturība nav pietiekama.
Niķeļa sakausējuma tēraudi ir galvenie materiāli instrumentu un mašīnu izgatavošanai, ļaujot nozarēm izgatavot citus instrumentus un mašīnas.
Kāds ir augsta niķeļa sakausējuma tērauda sastāvs?
Augsts niķeļa sakausējumi ar niķeļa saturu no 25% līdz 65% ir izturīgāki pret oglekļa dioksīda un sērūdeņraža koroziju. Oglekļa dioksīda korozijai nav noteikta robeža, savukārt sērūdeņraža korozija ir saistīta ar niķeļa saturu. Inconel sakausējumi, piemēram, UNS N08825 un UNS N06625, ir visplašāk izmantotie augstā niķeļa sakausējumi naftas rūpniecībā.
Tomēr augstā niķeļa sakausējuma tērauda sastāvam nav precīza minimālā standarta. Daži avoti apgalvo, ka niķeļa saturs ir vismaz 25%, bet citi uzskata, ka niķeļa saturs virs 3% ir augsts niķeļa sakausējums. Augsta niķeļa sakausējuma tērauda sastāvs ir atkarīgs no sakausējuma uzklāšanas.
Oglekļa tēraudā un vislielākajā sakausējuma tēraudos, kad temperatūra pazeminās zem 24 grādiem, stiprība un cietība palielinās, bet stiepes elastība un izturība samazinās. Niķelis var uzlabot izturību zemā temperatūrā. Lai arī tērauda sakausējumi ar niķeļa saturu, kas pārsniedz 3%, joprojām tiek klasificēti kā augsti niķeļa sakausējumi, ir pietiekami, lai izturētu aukstos reģionus.
Piemēram, ferītiskie tēraudi ar niķeļa saturu virs 3% tiek plaši izmantoti lietojumprogrammās ar temperatūru, sākot no 0 pakāpes līdz -196 grādam. Šie pielietojumi ietver sašķidrinātās ogļūdeņražu gāzes uzglabāšanas tvertnes, kā arī struktūras un mašīnas, kas paredzētas lietošanai aukstos reģionos.
Šie tēraudi izmanto niķeļa satura ietekmi, pazeminot trieciena pārejas temperatūru, tādējādi uzlabojot zemas temperatūras izturību. Tāpēc tērauda sakausējumi ar niķeļa saturu virs 3% jau ir augsti šiem lietojumiem, taču tie, iespējams, nesatur pietiekami daudz niķeļa sakausējumiem naftas rūpniecībā.
