Niķeļa sakausējums

Niķeļa-dzelzs sakausējumi
Niķeļa-dzelzs sakausējumi darbojas lietojumos, kur vēlamā īpašība ir zems termiskās izplešanās ātrums. Invar 36®, ko pārdod arī ar tirdzniecības nosaukumiem Nilo 6® vai Pernifer 6®, uzrāda siltuma izplešanās koeficientu, kas ir aptuveni 1/10 no oglekļa tērauda. Šī augstā izmēru stabilitātes pakāpe padara niķeļa-dzelzs sakausējumus noderīgus tādos lietojumos kā precīzas mērīšanas iekārtas vai termostata stieņi. Citus niķeļa-dzelzs sakausējumus ar vēl lielāku niķeļa koncentrāciju izmanto lietojumos, kur svarīgas ir mīkstās magnētiskās īpašības, piemēram, transformatoros, induktoros vai atmiņas glabāšanas ierīcēs.

Niķeļa-vara sakausējumi
Niķeļa-vara sakausējumi ir ļoti izturīgi pret koroziju, ko izraisa sālsūdens vai jūras ūdens, un tādējādi tos var izmantot jūrniecībā. Piemēram, Monel 400®, ko pārdod arī ar tirdzniecības nosaukumiem Nickelvac® 400 vai Nicorros® 400, var izmantot jūras cauruļvadu sistēmās, sūkņu šahtās un jūras ūdens vārstos. Šajā sakausējumā minimālā koncentrācija ir 63% niķeļa un 28-34% vara.

Niķeļa-molibdēna sakausējumi
Niķeļa-molibdēna sakausējumi piedāvā augstu ķīmisko izturību pret stiprām skābēm un citiem reducētājiem, piemēram, sālsskābi, hlorūdeņradi, sērskābi un fosforskābi. Šāda veida sakausējuma, piemēram, sakausējuma B-2®, ķīmiskajā sastāvā molibdēna koncentrācija ir 29-30% un niķeļa koncentrācija ir 66-74%. Pielietojums ietver sūkņus un vārstus, blīves, spiedtvertnes, siltummaiņus un cauruļvadu izstrādājumus.

Niķeļa-hroma sakausējumi
Niķeļa-hroma sakausējumi tiek novērtēti ar augstu izturību pret koroziju, izturību augstā temperatūrā un augstu elektrisko pretestību. Piemēram, sakausējuma NiCr 70/30, kas apzīmēts arī kā Ni70Cr30, Nikrothal 70, Resistohm 70 un X30H70, kušanas temperatūra ir 1380 oC un elektriskā pretestība 1,18 μΩ-m. Sildelementos, piemēram, tosteros un citos elektriskās pretestības sildītājos, tiek izmantoti niķeļa-hroma sakausējumi. Ja tos ražo stiepļu veidā, tos sauc par Nichrome® stiepli.

Niķeļa-hroma-dzelzs sakausējumi
Niķeļa-hroma-dzelzs sakausējumi apvieno šos elementus, lai iegūtu sakausējumus, kas ir izturīgi pret oksidāciju un augstas temperatūras koroziju. Sakausējums 800, ko pārdod ar tirdzniecības nosaukumiem Incoloy 800®, Ferrochronin® 800, Nickelvac® 800 un Nicrofer® 3220, tiek izmantots krāsns komponentos, piemēram, naftas ķīmijas krāsns krekinga caurulēs, un kā materiālu elektrisko sildelementu apvalkam. Šie sakausējumi parasti tiek novērtēti arī to optimālo šļūdes un plīšanas īpašību dēļ augstā temperatūrā. Šo sakausējumu sastāvs parasti ir 30-35% niķeļa, 19-23% hroma un vismaz 39,5% dzelzs. Augstā dzelzs koncentrācija ir novedusi pie šo sakausējumu pārklasificēšanas par nerūsējošo tēraudu.

Niķeļa-hroma-molibdēna sakausējumi
Izmantojot līdzīgus pielietojumus niķeļa-molibdēna sakausējumiem, niķeļa-hroma-molibdēna sakausējumi nodrošina arī augstu izturību pret koroziju, īpaši attiecībā uz reducējošajām skābēm, piemēram, sālsskābi un sērskābi. Viens no zināmākajiem no šiem sakausējumiem ir Alloy C-276, ko pārdod arī ar tirdzniecības nosaukumiem Hastelloy C276®, Nickelvac® HC-276, Inconel® 276 un Nicrofer® 5716. Šo sakausējumu izmanto piesārņojuma kontroles skursteņu starplikās, cauruļvados un skruberos, kā arī ķīmiskās apstrādes komponentos, piemēram, siltummaiņos, iztvaicētājos vai reakcijas traukos. Šī sakausējuma sastāvs galvenokārt ir niķelis ar 15-17% molibdēna, 14.5-16,5% hroma, 4-7% dzelzs, 3-4,5% volframa un mazāku koncentrāciju no citiem elementiem, piemēram, mangāna.

Niķeļa-hroma-kobalta sakausējumi
Šie niķeļa sakausējumi pievieno hromu un molibdēnu, lai sakausējumam pievienotu šļūdes pārrāvuma izturību. Piemēram, sakausējums 617, ko pārdod ar tirdzniecības nosaukumiem Inconel 617® un Nicrofer® 617, kura sastāvs ir 20-24% hroma, 10-15% kobalta un 8-10% molibdēna ar minimālais niķeļa saturs 44,5%. Šo sakausējumu lietojumi ietver rūpniecisko krāšņu sastāvdaļas, gāzes turbīnas, katalizatora režģa balstus slāpekļskābes ražošanai un fosilā kurināmā ražošanas iekārtas.

Niķeļa-titāna sakausējumi
Niķeļa-titāna sakausējumiem ir raksturīga formas saglabāšana un formas atmiņas īpašības. Veidojot formu no šī sakausējuma augstākā temperatūrā un deformējot to no izveidotās formas zemākā temperatūrā, sakausējums atcerēsies sākotnējo formu un pārveidosies par šo formu, kad tas tiks uzkarsēts līdz šai tā sauktajai pārejas temperatūrai. Kontrolējot sakausējuma sastāvu, var mainīt pārejas temperatūru. Šiem sakausējumiem ir īpaši elastīga īpašība, ko var izmantot, lai cita starpā nodrošinātu amortizatoru pret zemestrīces bojājumiem, lai palīdzētu aizsargāt akmens ēkas.

Niķeli galvenokārt iegūst no diviem galvenajiem avotiem: sulfīdu rūdām un laterīta rūdām. Niķeļa ieguves process no šīm rūdām ietver vairākus posmus, tostarp ieguvi, koncentrēšanu, kausēšanu un attīrīšanu. Šeit ir vispārīgs procesa pārskats:

Kalnrūpniecība:Niķeli saturošas rūdas parasti iegūst pazemes vai atklātajās raktuvēs. Rūda var saturēt niķeļa sulfīdus vai laterīta (oksīda) rūdas.

Koncentrācija:Kad rūda ir iegūta, to sasmalcina un sasmalcina līdz smalkam pulverim. Lai atdalītu niķeli saturošos minerālus no citiem rūdas minerāliem, tiek izmantotas dažādas metodes, piemēram, flotācija vai magnētiskā atdalīšana.

Kausēšana:Sulfīdu rūdu gadījumā koncentrētā niķeļa rūda tiek pakļauta kausēšanas procesam. Rūdu karsē krāsnī ar reducētāju, piemēram, koksu vai oglēm, kas reaģē ar sulfīdiem, veidojot niķeļa matējuma (niķeļa neapstrādāta forma) un izdedžu maisījumu. Matēts satur niķeli, varu un citus piemaisījumus.

Rafinēšana:Niķeļa matējums tiek tālāk attīrīts, lai noņemtu piemaisījumus un atdalītu niķeli no citiem metāliem. To parasti veic, izmantojot procesu, ko sauc par "pārveidošanu", kur matējums tiek karsēts skābekļa klātbūtnē, lai oksidētu piemaisījumus un pārvērstu tos izdedžos. Iegūtais produkts ir pazīstams kā "niķeļa blisteris", kas satur aptuveni 99% niķeļa.

Elektrorafinēšana:Pēc tam niķeļa blisteri tiek pakļauti elektrorafinēšanai, kur to izšķīdina elektrolīta šķīdumā un pakļauj elektriskajai strāvai. Šis process palīdz attīrīt niķeli un atdalīt to no visiem atlikušajiem piemaisījumiem. Attīrītais niķelis tiek nogulsnēts uz katodiem, bet piemaisījumi nosēžas kā anoda sārņi.

Turpmāka apstrāde:Attīrītais niķelis var tikt pakļauts papildu procesiem, piemēram, sakausēšanai ar citiem metāliem vai tālākai attīrīšanai atkarībā no vēlamā galaprodukta.

Niķelis un niķeļa sakausējumi ir pieejami dažādās tirdzniecības formās, katrai no tām ir savas unikālas īpašības un pielietojums. Dažas no izplatītākajām niķeļa un niķeļa sakausējumu komerciālajām formām ietver.

Niķeļa loksnes un plāksnes:Tās ir plakanas, plānas niķeļa loksnes vai plāksnes, ko izmanto dažādās nozarēs, tostarp aviācijā, ķīmiskajā apstrādē un elektronikā.

Niķeļa stieņi:Niķeļa stieņi un stieņi ir cietas niķeļa cilindriskas formas, ko bieži izmanto ķīmiskās, naftas ķīmijas un elektroenerģijas ražošanas nozaru sastāvdaļu ražošanā.

Niķeļa stieple:Niķeļa stieple ir plāns, elastīgs niķeļa veids, ko parasti izmanto elektriskos un elektroniskos lietojumos, piemēram, sildelementos, pretestības vados un elektriskajos savienotājos.

Niķeļa caurules un caurules:Niķeļa caurules un caurules ir dobas cilindriskas konstrukcijas, kas izgatavotas no niķeļa, ko izmanto tādās nozarēs kā nafta un gāze, ķīmiskā apstrāde un jūras lietojumi.

Niķeļa folija:Niķeļa folija ir ļoti plāna niķeļa loksne, ko bieži izmanto lietojumos, kuros nepieciešama augsta izturība pret koroziju, piemēram, akumulatoru ražošanā un elektronisko komponentu ražošanā.

Niķeļa pulveris:Niķeļa pulveris ir smalka, pulverveida niķeļa forma, ko izmanto dažādos pielietojumos, tostarp metāla iesmidzināšanā, pulvermetalurģijā un katalizatoros.

Niķeļa sakausējumi:Niķeļa sakausējumi ir niķeļa maisījumi ar citiem elementiem, piemēram, hromu, dzelzi, varu un molibdēnu, lai uzlabotu specifiskas īpašības. Parastie niķeļa sakausējumi ir Inconel, Monel, Hastelloy un Nichrome, ko izmanto tādās nozarēs kā aviācija, ķīmiskā apstrāde un jūras inženierija.

Jā, niķeli var metināt. Niķelim un tā sakausējumiem ir laba metināmība, un tos var savienot, izmantojot dažādus metināšanas procesus. Metināšanas metodes izvēle ir atkarīga no tādiem faktoriem kā konkrētais niķeļa sakausējums, materiāla biezums un vēlamās metinātā savienojuma īpašības. Daži plaši izplatīti niķeļa un niķeļa sakausējumu metināšanas procesi ietver.

Volframa inertās gāzes (tig) metināšana:TIG metināšanu, kas pazīstama arī kā gāzes volframa loka metināšana (GTAW), parasti izmanto niķeļa un tā sakausējumu metināšanai. Tas izmanto nelietojamu volframa elektrodu un inertās gāzes aizsargu, lai aizsargātu metināšanas zonu no atmosfēras piesārņojuma.

Metāla inertās gāzes (mig) metināšana:MIG metināšana, kas pazīstama arī kā gāzes metāla loka metināšana (GMAW), ir vēl viena populāra niķeļa metināšanas metode. Tas izmanto patērējamo stieples elektrodu un inertās gāzes vairogu, lai aizsargātu metināšanas zonu.

Ekranēta metāla loka metināšana (SMAW):SMAW, kas pazīstams arī kā stieņa metināšana, var izmantot noteiktu niķeļa sakausējumu metināšanai. Tas ietver pārklāta elektroda izmantošanu, kas nodrošina gan pildmetālu, gan aizsarggāzi.

Plazmas loka metināšana (PAW):PAW ir augstas precizitātes metināšanas process, ko var izmantot niķeļa un tā sakausējumu metināšanai. Tas izmanto koncentrētu plazmas loku un inertās gāzes vairogu.

Elektronu staru metināšana (EBW):EBW ir specializēts metināšanas process, kurā metālu savienošanai izmanto augstas enerģijas elektronu staru kūli. To parasti izmanto niķeļa sakausējumu metināšanai ar augstu kušanas temperatūru.