Potpuno poznavanje legura na bazi nikla
Legura bazirana na niklu i dodatku drugih elemenata naziva se legura nikla. Nikal ima dobra mehanička, fizikalna i kemijska svojstva. Dodavanje odgovarajućih elemenata može poboljšati njegovu otpornost na oksidaciju, otpornost na koroziju, otpornost na visoke temperature i poboljšati određena fizikalna svojstva. Legure nikla mogu se koristiti kao materijali za elektronske cijevi, precizne legure (magnetske legure, precizne otporne legure, elektrotermičke legure itd.), visokotemperaturne legure na bazi nikla, legure otporne na koroziju na bazi nikla i legure s memorijom oblika. Legure nikla naširoko se koriste u sektorima kao što su energetski razvoj, kemikalije, elektronika, navigacija, zrakoplovstvo i zrakoplovstvo.
Nikal može tvoriti razne legure s bakrom, željezom, manganom, kromom, silicijem i magnezijem. Među njima, legura nikal-bakar je poznata legura Monel. Ima visoku čvrstoću, dobru plastičnost i stabilna kemijska svojstva u atmosferi ispod 750 stupnjeva. Naširoko se koristi u elektroindustriji, vakuumskim cijevima, kemijskoj industriji, medicinskoj opremi te industriji navigacije i brodogradnje.
1. Definicija legure na bazi nikla
Legure na bazi nikla općenito se nazivaju legure s udjelom Ni većim od 30 težinskih %. Uobičajeni proizvodi imaju sadržaj Ni koji prelazi 50 težinskih postotaka. Zbog svoje vrhunske mehaničke čvrstoće na visokim temperaturama i otpornosti na koroziju, zajednički se nazivaju superlegure zajedno s legurama na bazi željeza i kobalta (Superlegure) općenito se koriste u okruženjima visokih temperatura iznad 540 stupnjeva, a različiti dizajni legura odabiru se prema na prilike upotrebe. Uglavnom se koristi u posebnim okolinama otpornim na koroziju, visokotemperaturnim korozijskim okruženjima i opremi koja zahtijeva mehaničku čvrstoću na visokim temperaturama. Često se koristi u zrakoplovnoj, energetskoj, petrokemijskoj industriji ili specijalnoj elektronici/optoelektronici i drugim područjima.
Područja primjene
Karakteristike zahtjeva za proizvod
Upotreba proizvoda
zrakoplovna industrija
Održava dobru mehaničku čvrstoću na ekstremno visokim temperaturama
Zrakoplovni motori, plinske turbine, ventili motora
energetska industrija
Dobra otpornost na visokotemperaturnu vulkanizaciju i visokotemperaturnu oksidaciju
Dijelovi peći, izolacija, industrija toplinske obrade, industrija nafte i plina
petrokemijska industrija
Otporan na koroziju vodenim otopinama (kiselinski, lužinski, kloridni ioni)
Postrojenja za desalinizaciju, petrokemijski prijenosni cjevovodi
Elektronika/Optoelektronika Opća industrija
Općenito otporan na koroziju ili okolinu visoke temperature s niskim stupnjem otpornosti
Kućišta za baterije, olovni okviri, rešetke računalnog monitora
2. Nastanak i razvoj
Legure na bazi nikla razvijene su kasnih 1930-ih. Ujedinjeno Kraljevstvo prvo je proizvelo leguru na bazi nikla Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) 1941.; kako bi se poboljšala otpornost na puzanje, dodan je Al za razvoj Nimonic 80 (Ni-20Cr-2.5 Ti-1.3Al); Sjedinjene Države sredinom-1940, Rusija kasnih 1940-ih i Kina sredinom-1950 također su razvile legure na bazi nikla. Razvoj legura na bazi nikla uključuje dva aspekta, naime poboljšanje sastava legura i inovaciju proizvodne tehnologije.
Na primjer, početkom 1950-ih, razvoj tehnologije vakuumskog taljenja stvorio je uvjete za rafiniranje legura na bazi nikla koje sadrže visoku količinu Al i Ti, što je dovelo do značajnog povećanja čvrstoće legure i radne temperature. U kasnim 1950-ima, zbog povećanja radne temperature turbinskih lopatica, od legura se zahtijevala veća otpornost na visoke temperature. Međutim, ako je čvrstoća legure velika, bilo bi je teško ili čak nemoguće deformirati. Stoga je korištena tehnologija preciznog lijevanja za razvoj niza legura s dobrom čvrstoćom na visokim temperaturama. legura za lijevanje. Sredinom -1960-ih razvijene su usmjerena kristalizacija i monokristalne superlegure s boljim učinkom, kao i superlegure metalurgije praha.
Kako bi se zadovoljile potrebe brodova i industrijskih plinskih turbina, od 1960-ih razvijen je niz legura na bazi nikla s visokim sadržajem Cr s dobrom otpornošću na vruću koroziju i stabilnom strukturom. U otprilike 40 godina od ranih 1940-ih do kasnih 1970-ih, radna temperatura legura na bazi nikla porasla je sa 700 na 1100 stupnjeva, prosječno povećanje od oko 10 stupnjeva godišnje. Danas radna temperatura legura na bazi nikla može premašiti 1100 stupnjeva. Od gore spomenute legure Nimonic75 s jednostavnim sastavom, do nedavno razvijene legure MA6000, vlačna čvrstoća može doseći 2220MPa, a granica razvlačenja je 192MPa na 1100 stupnjeva; Njegova trajna čvrstoća doseže oko 1000 sati pod uvjetima od 1100 stupnjeva /137MPa, a može se koristiti u lopaticama motora zrakoplova.
