Paslanmaz çelik olarak kabul edilen nikel alaşımları
Endüstriyel malzeme alanında, "nikel alaşımı" ve "paslanmaz çelik" genellikle yan yana konmada bahsedilir ve ikisinin aynı olduğuna dair bir yanlış kanı bile vardır. Bu karışıklık sadece isimlerindeki benzerlikten değil, aynı zamanda metal malzemeler için sınıflandırma sistemi hakkında bir yanılgıyı da yansıtmaktadır.
Matris elemanları malzeme özelliklerini belirler
Nikel alaşımları, krom, molibden ve bakır gibi alaşım elemanları ile matris elemanı olarak nikelden oluşan kompozit metal sistemlerdir. Temel özellikleri, nikel içeriğinin tipik olarak%50'yi aşmasıdır. Nikelin elektronik yapısı, yüksek - sıcaklığı ve korozyon direnci dahil olmak üzere aşırı ortamlara uyarlanabilirlik ile malzemeyi verir. Bu tür malzemelerin araştırılması ve geliştirilmesi 20. yüzyılın başlarında başladı ve yavaş yavaş havacılık, enerji ve kimya mühendisliği gibi alanları kapsayan bir malzeme ailesine dönüştü.
Paslanmaz çelik aslında "asit - dirençli paslanmaz çeliktir" dir, havada ve hafif korozif ortamlarda stabil olan bir demir - bazlı alaşımdır. Tanımlama kriterleri en az%10,5'lik bir krom içeriği gerektirir ve yoğun bir koruyucu krom oksit filmi oluşturarak pas direncine ulaşır. Metalografik yapıdaki farklılıklara dayanarak, paslanmaz çelik östenitik, ferritik ve martensitik tiplere ayrılabilir ve hem sivil hem de endüstriyel uygulamaları kapsayan kapsamlı bir sistem oluşturabilir. İkisi arasındaki temel fark, nikel alaşımlarının, performansı büyük ölçüde nikel matrisine bağlı olan nikel - baskın alaşım sistemleridir. Paslanmaz çelik, çekirdek eleman olarak kromlu bir demir - tabanlı alaşım sistemidir ve pas - dirençli özellikleri öncelikle krom ile belirlenir. Bazı paslanmaz çelikler nikel içerse de, nikel içeriği tipik olarak%30'u geçmez, nikel alaşımlarında nikel eşiğinin çok altında.
Kompozisyon
Nikel alaşımlarının kompozisyon mantığı
Nikel alaşımları, güçlendirme fazları oluşturmak için krom (%10-%30) ve molibden (%5-%15) gibi elementlerle desteklenen malzeme iskeletini oluşturmak için yüksek oranda nikel (%50-75) kullanır. Bu kompozisyon tasarım, malzemeye üç temel özellik verir:
Korozyon direnci: Yüksek nikel içeriği, klorür - indüklenen çukur korozyonunu inhibe ederken, molibden crevice korozyonuna karşı direnci arttırır.
Yüksek - Sıcaklık Direnci: Nikel erime noktası (1453 derece) ve yüksek - sıcaklık stabilitesi, malzemenin 1000 derecenin üzerindeki ortamlardaki uygulamasını destekler.
İşlenebilirlik: Katı çözelti güçlendirme ve yaşlanma tedavileri yoluyla dinamik bir güç ve tokluk dengesi elde edilebilir. Paslanmaz çelik kompozisyon mantığı
Paslanmaz çelik bir demir matrisine (%50'den büyük veya eşit) sahiptir, krom (%10.5-%30) pasif bir film oluşturur ve mikro yapıyı düzenlemek için nikel (%0-%35) bir östenit stabilizatör olarak hareket eder. Bu kompozisyon kombinasyonu:
Ekonomik: Demir matris, nikel alaşımlarına kıyasla malzeme maliyetlerini% 60'ın üzerinde azaltır;
Biçimlendirilebilirlik: Östenitik yapı mükemmel derin - çizim ve kaynaklanabilirlik sağlar;
Korozyon direnci: Krom, oksitleyici ortamda kararlı bir koruyucu tabaka oluştururken, nikel ortamı azaltmada korozyon direncini arttırır.
Performans özellikleri
Korozyon direnci
Nikel alaşımları, klorür iyonları ve sülfitler içerenler gibi yüksek aşındırıcı ortamlarda son derece iyi performans gösterir. Korozyon direncleri, pasif filmin nikel tarafından stabilizasyonundan ve molibden ve bakır gibi elementlerin sinerjistik güçlendirme etkilerinden kaynaklanır. Buna karşılık, paslanmaz çeliğin korozyon direnci, kromun oluşturduğu oksit filme bağlıdır, bu da onu güçlü asidik veya alkalin ortamlarda veya yüksek sıcaklıklarda lokalize korozyona duyarlı hale getirir.
Yüksek - sıcaklık direnci
Nikel - tabanlı alaşımlar, yüksek sıcaklıklarda mukavemetin korunmasında paslanmaz çelikten önemli ölçüde daha iyi performans gösterir. Nikelin kristal yapısı, yüksek sıcaklıklarda güçlü atomik bağları korur. Kobalt, alüminyum ve diğer elementlerin koruyucu alümina tabakası ile birleştiğinde, yapısal stabiliteyi 1000 derecenin üzerinde tutar. Paslanmaz çelik ise 600 derecenin üzerinde güç bozulması ve hızlandırılmış oksidasyon yaşar.
Ekonomi
Maliyet farklılıkları uygulama senaryolarını kısıtlar. Yüksek nikel içeriği ve karmaşık işleme nedeniyle, nikel alaşımları paslanmaz çelikten yaklaşık üç ila beş kat daha pahalıdır. Bu maliyet farkı, nikel alaşımlarının öncelikle yüksek - petrokimyasallar ve havacılık gibi eklenen sektörlerde, paslanmaz çelik, - etkinliği ile birlikte, inşaat, ev alımları ve diğer uygulamalardaki sivil pazara hükmetir.
Uygulama mantığı
Nikel alaşımlarının spesifik uygulamaları
Nikel alaşımlarının uygulamaları aşırı ortamlara uyarlanabilirlik ihtiyacına odaklanıyor:
Enerji sektöründe, yüksek sıcaklıkların, yüksek basınçların ve aşındırıcı ortamın birleşik etkilerine dayanmalıdırlar;
Havacılık ve uzayda, yüksek - sıcaklık sürünme mukavemetinin ve hafifliğinin ikili kısıtlamalarını karşılamalıdırlar;
Biyomedikal alanda, şekil bellek işlevselliğini biyouyumluluk ile dengelemelidirler. Paslanmaz çeliğin egemenliği
Paslanmaz Steel'in uygulamaları, maliyeti dengelemeye odaklanmaya odaklanıyor - etkililik ve çok yönlülük:
Mimari dekorasyonda hava direnci ve işleme maliyetleri dengelenmelidir;
Gıda işlemede hijyen standartları ve kalıplama işlemi gereksinimleri karşılanmalıdır;
Otomotiv üretiminde hafifleme ve çarpışma güvenliği dengelenmelidir.
Nikel alaşımları ve paslanmaz çelik arasındaki ilişki, esasen malzeme biliminin insan aktivitesinin sınırlarına farklılaşmış bir yanıtıdır. Paslanmaz çelik, ekonomik avantajları ile modern endüstrinin temelini temel alırken, nikel alaşımları, aşırı ortamlara uyarlanabilirlikleri yoluyla insan keşiflerinin sınırlarını genişletiyor. Derin - deniz yağı tarlalarından yıldızlararası boşluğa, mikroskopik cihazlardan makroskopik mühendisliğe kadar, metal malzemelerin evrimi, teknolojik yenilik ve talep -}}}}}}} yol etkileşimini gösterir.
