Beth yw aloion sy'n seiliedig ar nicel? Darllenwch yr erthygl hon i ddeall y cyfan!
Mae aloi sy'n seiliedig ar nicel yn cyfeirio at fath o aloi sydd â phriodweddau cynhwysfawr megis cryfder uchel a gwrthiant penodol i ocsidiad a chorydiad ar dymheredd uchel o 650 i 1000 gradd.
Yn ôl y prif briodweddau, fe'u rhennir yn aloion gwrthsefyll gwres sy'n seiliedig ar nicel, aloion sy'n gwrthsefyll cyrydiad yn seiliedig ar nicel, aloion sy'n gwrthsefyll traul yn seiliedig ar nicel, aloion manwl sy'n seiliedig ar nicel ac aloion cof siâp sy'n seiliedig ar nicel.
Rhennir aloion tymheredd uchel yn aloion tymheredd uchel sy'n seiliedig ar haearn, aloion tymheredd uchel sy'n seiliedig ar nicel ac aloion tymheredd uchel sy'n seiliedig ar cobalt yn ôl gwahanol swbstradau. Yn eu plith, cyfeirir at aloion tymheredd uchel sy'n seiliedig ar nicel fel aloion sy'n seiliedig ar nicel.
Mae deunyddiau cynrychioliadol aloion sy'n seiliedig ar nicel yn cynnwys:
1. Aloi Incoloy, megis Incoloy800, y prif gydran yw; 32Ni-21Cr-Ti, Al; mae'n aloi sy'n gwrthsefyll gwres;
2. Aloi inconel, megis Inconel600, y prif gydran yw; 73Ni-15Cr-Ti, Al; mae'n aloi sy'n gwrthsefyll gwres;
3. Aloi Hastelloy, megis Hastelloy C-276, y prif gydran yw; 56Ni-16Cr-16Mo-4W; mae'n aloi sy'n gwrthsefyll cyrydiad;
4. Aloi Monel, hynny yw, aloi Monel, megis Monel 400, y prif gydran yw; 65Ni-34Cu; mae'n aloi sy'n gwrthsefyll cyrydiad;
Prif elfennau aloi
Y prif elfennau aloi yw cromiwm, twngsten, molybdenwm, cobalt, alwminiwm, titaniwm, boron, zirconium, ac ati Yn eu plith, mae Cr, Ai, ac ati yn chwarae rôl gwrthocsidiol yn bennaf, ac mae gan elfennau eraill gryfhau datrysiad solet, cryfhau dyddodiad a cryfhau ffiniau grawn.
Mae ganddo gryfder uchel a gwrthwynebiad penodol i ocsidiad a chorydiad ar dymheredd uchel o 650 i 1000 gradd. Oherwydd ei gryfder tymheredd uchel ddigon uchel a'i wrthwynebiad i ocsidiad a chorydiad, fe'i defnyddir yn aml wrth gynhyrchu llafnau injan awyrennau, peiriannau roced, adweithyddion niwclear, ac offer trosi ynni. Rhannau tymheredd uchel.
Hanes Datblygiad
Datblygwyd aloion tymheredd uchel seiliedig ar nicel (y cyfeirir atynt o hyn ymlaen fel aloion nicel) ddiwedd y 1930au. Cynhyrchodd y Deyrnas Unedig yr aloi seiliedig ar nicel Nimonic 75 (Ni-20Cr-0.4Ti) gyntaf ym 1941; er mwyn gwella cryfder y creep, ychwanegwyd alwminiwm i ddatblygu Nimonic 80 (Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al). Datblygodd yr Unol Daleithiau yn y canol, yr Undeb Sofietaidd ar ddiwedd y 1940au, a Tsieina yn y canol-1950 hefyd aloion seiliedig ar nicel. Mae datblygu aloion sy'n seiliedig ar nicel yn cynnwys dwy agwedd: gwella cyfansoddiad aloi ac arloesi prosesau cynhyrchu. Yn gynnar yn y 1950au, creodd datblygiad technoleg toddi gwactod amodau ar gyfer mireinio aloion nicel sy'n cynnwys alwminiwm a thitaniwm uchel. Roedd y rhan fwyaf o'r aloion cynnar sy'n seiliedig ar nicel yn aloion anffurfiedig. Ar ddiwedd y 1950au, oherwydd y cynnydd yn nhymheredd gweithredu llafnau tyrbin, roedd yn ofynnol i'r aloi fod â chryfder tymheredd uchel uwch. Fodd bynnag, pan oedd cryfder yr aloi yn uchel, byddai'n anodd neu hyd yn oed yn amhosibl dadffurfio. Felly, defnyddiwyd technoleg castio buddsoddiad i ddatblygu cyfres o aloion gyda pherfformiad da. Aloi castio cryfder tymheredd uchel. Yng nghanol-1960s, datblygwyd crisialu cyfeiriadol ac uwch-aloi grisial sengl ac uwch-aloiau meteleg powdr gyda phriodweddau gwell. Er mwyn diwallu anghenion llongau a thyrbinau nwy diwydiannol, mae nifer o aloion nicel cromiwm uchel sydd ag ymwrthedd cyrydiad poeth da a strwythur sefydlog wedi'u datblygu ers y 1960au. Mewn tua 40 mlynedd o ddechrau'r 1940au i ddiwedd y 1970au, cynyddodd tymheredd gweithredu aloion nicel o 700 gradd i 1100 gradd, gyda chynnydd cyfartalog o tua 10 gradd y flwyddyn.
Cynhwysion ac eiddo
Superalloys seiliedig ar nicel yw'r rhai a ddefnyddir amlaf. Y prif resymau yw y gall aloion sy'n seiliedig ar nicel yn gyntaf ddiddymu mwy o elfennau aloi a chynnal gwell sefydlogrwydd strwythurol; yn ail, gallant ffurfio cyfansoddion rhyngfetelaidd math A3B cydlynol a threfnus [Ni3(Al, Ti)] Fel cam cryfhau, gellir cryfhau'r aloi yn effeithiol a chael cryfder tymheredd uchel uwch na superalloys haearn a superalloys seiliedig ar cobalt; yn drydydd, mae gan aloion sy'n seiliedig ar nicel sy'n cynnwys cromiwm well eiddo ocsidiad a gwrthiant na superalloys haearn. Gallu cyrydiad nwy. Mae aloion sy'n seiliedig ar nicel yn cynnwys mwy na deg elfen, ymhlith y mae Cr yn chwarae rôl gwrth-ocsidiad a gwrth-cyrydu yn bennaf, ac mae elfennau eraill yn bennaf yn chwarae rhan gryfhau. Yn ôl eu modd cryfhau, gellir eu rhannu yn: elfennau cryfhau datrysiad solet, megis twngsten, molybdenwm, cobalt, cromiwm a vanadium; elfennau cryfhau dyddodiad, megis alwminiwm, titaniwm, niobium a tantalwm; elfennau cryfhau ffiniau grawn, megis boron, zirconium, Magnesiwm ac elfennau daear prin, ac ati.
Mae aloion tymheredd uchel sy'n seiliedig ar nicel yn cynnwys aloion wedi'u cryfhau â datrysiad solet ac aloion wedi'u cryfhau â dyddodiad yn ôl eu dulliau cryfhau.
Proses Gynhyrchu
O ran mwyndoddi: er mwyn cael dur tawdd purach, lleihau'r cynnwys nwy a chynnwys elfen niweidiol; ar yr un pryd, oherwydd presenoldeb elfennau hawdd eu ocsidio megis Al, Ti, ac ati mewn rhai aloion, mae mwyndoddi di-wactod yn anodd ei reoli; ac er mwyn cael gwell thermoplastigedd, mae aloion gwrthsefyll gwres sy'n seiliedig ar nicel fel arfer yn cael eu mwyndoddi gan ffwrneisi ymsefydlu gwactod, neu hyd yn oed yn cael eu cynhyrchu trwy fwyndoddi ymsefydlu gwactod ynghyd â ffwrneisi traul gwactod neu ddulliau ail-doddi ffwrnais electroslag.
O ran anffurfiad: mabwysiadir prosesau gofannu a rholio. Ar gyfer aloion â thermoplastigedd gwael, defnyddir hyd yn oed allwthio ac yna prosesau allwthio treigl neu uniongyrchol gyda gorchuddio dur ysgafn (neu ddur di-staen). Pwrpas dadffurfiad yw torri'r strwythur castio a gwneud y gorau o'r microstrwythur.
Castio: Defnyddir ffwrnais anwytho gwactod fel arfer i arogli'r prif aloi i sicrhau cyfansoddiad a rheoli cynnwys nwy ac amhuredd, a gwneir rhannau gan ddefnyddio castio manwl gywirdeb remelting-gywirdeb gwactod.
Triniaeth wres: Mae angen triniaeth wres ar aloion anffurfiedig a rhai aloion cast, gan gynnwys triniaeth ateb, triniaeth ganolraddol a thriniaeth heneiddio. Gan gymryd aloi Udmet 500 fel enghraifft, mae ei system trin gwres wedi'i rannu'n bedwar cam: triniaeth ateb, 1175 gradd, 2 awr, oeri aer; triniaeth ganolraddol, 1080 gradd, 4 awr, oeri aer; triniaeth heneiddio cynradd, 843 gradd, 24 awr, oeri aer; triniaeth heneiddio eilaidd, 760 gradd, 16 awr, oeri aer. Er mwyn cael y statws sefydliadol gofynnol a pherfformiad cyffredinol da.
Aloi sy'n gwrthsefyll cyrydiad sy'n seiliedig ar nicel
Y prif elfennau aloi yw copr, cromiwm a molybdenwm. Mae ganddo berfformiad cynhwysfawr da a gall wrthsefyll cyrydiad asid amrywiol a chorydiad straen. Y cais cynharaf (a gynhyrchwyd yn yr Unol Daleithiau ym 1905) oedd aloi nicel-copr (Ni-Cu), a elwir hefyd yn aloi Monel (aloi Monel Ni 70 Cu30); yn ogystal, mae aloi nicel-cromiwm (Ni-Cr) (hynny yw, aloi gwrthsefyll gwres sy'n seiliedig ar nicel, aloion poeth sy'n gwrthsefyll cyrydiad ymhlith aloion sy'n gwrthsefyll cyrydiad), aloion nicel-molybdenwm (Ni-Mo) (yn bennaf yn cyfeirio i gyfres Hastelloy B, mae gweithgynhyrchwyr aloi sy'n gwrthsefyll cyrydiad proffesiynol domestig yn cynnwys Sefydliad Ymchwil Haearn a Dur Beijing, cwmnïau Shanghai Kangsheng Special Alloy Co, Ltd, Beijing Rongpin Technology Co, Ltd, Baoti Group Rare Metal Materials Co, Ltd. , ac ati), aloi nicel-cromiwm-molybdenwm (Ni-Cr-Mo) (yn cyfeirio'n bennaf at gyfres Hastelloy C, mae gweithgynhyrchwyr aloi gwrthsefyll cyrydiad proffesiynol domestig yn cynnwys Sefydliad Ymchwil Haearn a Dur Beijing, Beijing Rongpin Technology Co, Ltd., Grŵp Baoti Rare Metal Materials Co, Ltd, ac ati). Ar yr un pryd, mae nicel pur hefyd yn gynrychiolydd nodweddiadol o aloion sy'n gwrthsefyll cyrydiad sy'n seiliedig ar nicel. Defnyddir yr aloion gwrthsefyll cyrydiad hyn sy'n seiliedig ar nicel yn bennaf i gynhyrchu rhannau ar gyfer gwahanol amgylcheddau sy'n gwrthsefyll cyrydiad fel petrolewm, diwydiant cemegol, pŵer trydan, ac ati.
Categori Mae gan aloion sy'n gwrthsefyll cyrydiad yn seiliedig ar nicel strwythur austenitig yn bennaf. Yn y cyflwr datrysiad solet a thriniaeth heneiddio, mae cyfnodau rhyngfetelaidd a charbonitrides metel ar y matrics austenite a ffiniau grawn yr aloi. Mae aloion sy'n gwrthsefyll cyrydiad yn cael eu dosbarthu yn ôl eu cyfansoddiad ac mae eu nodweddion fel a ganlyn:
Mae ymwrthedd cyrydiad aloi Ni-Cu yn well na gwrthiant nicel wrth leihau cyfryngau, ac mae ei wrthwynebiad cyrydiad yn well na chopr mewn cyfryngau ocsideiddio. Mae'n gallu gwrthsefyll nwy fflworin tymheredd uchel, hydrogen fflworid a hydrogen fflworid yn absenoldeb ocsigen ac ocsidydd. Y deunydd gorau ar gyfer asidau (gweler Cyrydiad Metel).
Mae aloi Ni-Cr yn aloi gwrthsefyll gwres sy'n seiliedig ar nicel; fe'i defnyddir yn bennaf o dan amodau cyfryngau ocsideiddio. Yn gwrthsefyll ocsidiad tymheredd uchel a chorydiad o nwyon sy'n cynnwys sylffwr, vanadium a nwyon eraill, mae ei wrthwynebiad cyrydiad yn cynyddu gyda'r cynnydd mewn cynnwys cromiwm. Mae gan y math hwn o aloi hefyd wrthwynebiad da i hydrocsid (fel NaOH, KOH) cyrydiad a gwrthsefyll cyrydiad straen.
Defnyddir aloi Ni-Mo yn bennaf o dan amodau lleihau cyrydiad canolig. Dyma'r aloi gorau i wrthsefyll cyrydiad asid hydroclorig, ond ym mhresenoldeb ocsigen ac ocsidyddion, bydd y gwrthiant cyrydiad yn gostwng yn sylweddol.
Mae gan aloi Ni-Cr-Mo (W) briodweddau'r aloi Ni-Cr uchod a'r aloi Ni-Mo. Defnyddir yn bennaf o dan amodau cyfryngau cymysg lleihau ocsidiad. Mae gan y math hwn o aloi ymwrthedd cyrydiad da mewn nwy hydrogen fflworid tymheredd uchel, mewn toddiannau asid hydroclorig ac asid hydrofflworig sy'n cynnwys ocsigen ac ocsidyddion, ac mewn nwy clorin gwlyb ar dymheredd ystafell.
Mae aloi Ni-Cr-Mo-Cu yn gallu gwrthsefyll cyrydiad asid nitrig ac asid sylffwrig, ac mae ganddo hefyd ymwrthedd cyrydiad da mewn rhai asidau cymysg sy'n lleihau ocsidiad.
Aloi sy'n gwrthsefyll traul sy'n seiliedig ar nicel
Y prif elfennau aloi yw cromiwm, molybdenwm, a thwngsten, ac maent hefyd yn cynnwys symiau bach o niobium, tantalwm, ac indium. Yn ogystal â'i wrthwynebiad gwisgo, mae ganddo hefyd eiddo gwrth-ocsidiad da, ymwrthedd cyrydiad a weldio. Gellir ei ddefnyddio i gynhyrchu rhannau sy'n gwrthsefyll traul, a gellir ei ddefnyddio hefyd fel deunydd cotio i orchuddio wyneb deunyddiau sylfaen eraill trwy brosesau arwynebu a chwistrellu.
Mae powdrau aloi sy'n seiliedig ar nicel yn cynnwys powdr aloi hunan-fflwcs a phowdr aloi nad yw'n hunan-fflwcsio.
Mae powdr sy'n seiliedig ar nicel nad yw'n hunan-fflwcs yn cyfeirio at bowdr aloi sy'n seiliedig ar nicel nad yw'n cynnwys B, Si neu sydd â chynnwys B a Si isel. Defnyddir y math hwn o bowdr yn eang mewn haenau chwistrellu arc plasma, haenau chwistrellu fflam a chryfhau arwyneb plasma. Yn bennaf yn cynnwys: powdr aloi Ni-Cr, powdr aloi Ni-Cr-Mo, powdr aloi Ni-Cr-Fe, powdr aloi Ni-Cu, powdr aloi Ni-P a Ni-Cr-P, Ni-Cr-Mo-Fe Powdr aloi, powdr aloi Ni-Cr-Mo-Si sy'n gwrthsefyll traul uchel, powdr aloi Ni-Cr-Fe-Al, powdr aloi Ni-Cr-Fe-Al-B-Si, powdr aloi Ni-Cr-Si, Ni - Powdr aloi sy'n gwrthsefyll traul ac sy'n gwrthsefyll cyrydiad yn seiliedig ar Cr-W, ac ati.
Mae ychwanegu symiau priodol o B a Si i bowdr aloi nicel yn ffurfio powdr aloi hunan-fflwcs sy'n seiliedig ar nicel. Mae'r powdr aloi hunan-fflwcs fel y'i gelwir, a elwir hefyd yn aloi ewtectig ac aloi sy'n wynebu caled, yn gyfres o bowdrau a ffurfiwyd trwy ychwanegu elfennau aloi (boron a silicon yn bennaf) a all ffurfio ewtecteg pwynt toddi isel i nicel, cobalt, a haearn - seiliedig aloion. Deunydd. Mae powdrau aloi hunan-fflwcs sy'n seiliedig ar nicel a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys powdr aloi Ni-B-Si, powdr aloi Ni-Cr-B-Si, Ni-Cr-B-Si-Mo, Ni-Cr-B-Si-Mo-Cu , Powdr aloi hunan-fflwcsiad sy'n seiliedig ar nicel molybdenwm uchel, powdr aloi hunan-fflwcsio aloi cromiwm molybdenwm uchel sy'n seiliedig ar nicel, powdr aloi hunan-fflwcio Ni-Cr-WC-seiliedig, powdr aloi hunan-fflwcs uchel copr, nicel gwasgariad carbid twngsten- powdr aloi hunan-fflwcs seiliedig powdr aloi, ac ati.
Rôl gwahanol elfennau mewn aloion:
● Rôl elfennau boron a silicon: gostwng pwynt toddi yr aloi yn sylweddol, ehangu'r parth tymheredd hylif solet, a ffurfio ewtectig sy'n toddi'n isel; â swyddogaethau lleihau dadocsidiad a slagio; caledu a chryfhau'r cotio; gwella perfformiad y broses weithredu.
● Rôl elfen gopr: gwella ymwrthedd cyrydiad i asidau nad ydynt yn ocsideiddio.
● Rôl elfen cromiwm: cryfhau hydoddiant solet a goddefiad; gwella ymwrthedd cyrydiad a gwrthsefyll ocsideiddio tymheredd uchel; cromiwm gormodol hawdd yn ffurfio cromiwm carbide a chromiwm boride cyfnodau caled gyda carbon a boron i wella caledwch aloi a rhyw ymwrthedd ôl traul.
● Rôl yr elfen molybdenwm: mae ei radiws atomig mawr yn achosi afluniad mawr o'r dellt grisial ar ôl hydoddiant solet, yn cryfhau'r matrics aloi yn sylweddol, yn gwella cryfder tymheredd uchel a chaledwch coch y matrics; yn gallu torri a lleihau strwythur y rhwydwaith yn y cotio; yn gwella ymwrthedd nwy Galluoedd cyrydiad ac erydiad aloion manwl sy'n seiliedig ar nicel.
Gan gynnwys aloi magnetig meddal sy'n seiliedig ar nicel, aloi ymwrthedd manwl sy'n seiliedig ar nicel ac aloi electrothermol sy'n seiliedig ar nicel, ac ati Yr aloi magnetig meddal a ddefnyddir amlaf yw Permalloy, sy'n cynnwys tua 80% o nicel. Mae ganddo athreiddedd magnetig uchaf uchel a athreiddedd magnetig cychwynnol a grym gorfodol isel. Mae'n ddeunydd craidd haearn pwysig yn y diwydiant electroneg. Prif elfennau aloi aloi ymwrthedd manwl sy'n seiliedig ar nicel yw cromiwm, alwminiwm a chopr. Mae gan yr aloi hwn wrthedd uchel, cyfernod gwrthedd tymheredd isel a gwrthiant cyrydiad da, ac fe'i defnyddir i wneud gwrthyddion. Mae aloi gwresogi trydan sy'n seiliedig ar nicel yn aloi nicel sy'n cynnwys 20% o gromiwm. Mae ganddo briodweddau gwrth-ocsidiad a gwrth-cyrydiad da a gellir ei ddefnyddio am amser hir ar dymheredd o 1000 i 1100 gradd.
Aloi cof siâp yn seiliedig ar nicel
Aloi nicel sy'n cynnwys 50(at)% titaniwm. Mae ei dymheredd adfer yn 70 gradd ac mae ei effaith cof siâp yn dda. Gall newid bach yng nghyfran y cydrannau nicel-titaniwm newid y tymheredd adfer o fewn yr ystod o 30 i 100 gradd. Fe'i defnyddir yn bennaf i gynhyrchu rhannau strwythurol agoriadol awtomatig a ddefnyddir mewn llongau gofod, caewyr hunan-gyffrous a ddefnyddir yn y diwydiant awyrofod, moduron calon artiffisial a ddefnyddir mewn biofeddygaeth, ac ati.
