Pētniecības progress, kas balstīts uz niķeli balstītu uz koroziju izturīgu sakausējumu
Sakausējumiem, kas balstīti uz niķeli, ir ne tikai unikāla izturība pret koroziju un pat augstas temperatūras izturība pret koroziju daudzās rūpnieciskās korozijas vidēs, bet arī ar augstu izturību, labu plastiskumu un izturību, un tos var uzkausēt, izmest, auksti un karsti deformēti, apstrādāti un metināti. Tos plaši izmanto naftas ķīmijas, enerģijas, jūras, kosmosa un citos laukos.
1 sastāvs un klasifikācija
Niķelis ir pilnīgi stabils sārmainos šķīdumos, un tam ir lieliska izturība pret koroziju pret aktīvajām gāzēm (piemēram, fluoru, hloru, bromu un to hidrīdiem), hidroksīdiem (piemēram, NaOH, KOH) un dažām organiskām vielām. Apvidū
Pētījumi liecina, ka leģējošo elementu ietekme uz sakausējumu korozijas izturības uzlabošanu rodas no pasivācijas plēves stabilitātes, kas veidojas uz niķeļa sakausējumu virsmas. Niķeļa saturs niķeļa sakausējumos ir virs 30%, starp kuriem W (Ni+Fe) ir lielāks vai vienāds ar 50%, ko sauc par dzelzs-niķeļa bāzes uz koroziju izturīgiem sakausējumiem, un W (Ni) lielāks vai vienāds ar 50%, ko sauc par niķelīti balstīti uz koroziju izturīgi sakausējumi. Faktiski tos visus var uzskatīt par niķeļa balstītiem uz koroziju izturīgiem sakausējumiem.
2 Veiktspēja un lietojumprogramma
2.1 Ni-Cu sistēma
Ni un Cu var sajaukt jebkurā proporcijā, veidojot cietu šķīduma sakausējumu, ko sauc par Monel sakausējumu. Ni-Cu ir laba izturība pret HF, jūras ūdens un plaisu koroziju. Monel sakausējums NI70CU30 ir agrākais niķeļa bāzes uz koroziju izturīgs sakausējums. Tam ir gan augsta izturība, gan izturība, kā arī lieliska izturība pret koroziju, samazinot skābes, spēcīgu sārmu barotni un jūras ūdeni. To parasti izmanto, lai ražotu aprīkojumu hidrofluorskābes (HF), sālījumu, neitrālu barotņu, sārmu sāļu un skābes barotņu samazināšanai.
Monel sakausējumi ir sadalīti divās kategorijās: liešanas sakausējumi un deformēti sakausējumi (velmēti produkti). Visbiežāk izmantotie Monel sakausējumi ir Monel 400 un Monel K500
Monel sakausējumus plaši izmanto uz koroziju izturīgos vārstos, jūras kuģos utt. Ārzemēs. Piemēram, Ziemeļjūras zemūdenes eļļas cauruļvadā un Temzas tiltā izmantotās skrūves un uzgriežņi ir izgatavoti no Monel 400 un Monel K500; Lielbritānijas I klases kuģu propelleru galvenās vārpstas un sūkņu daļas ir izgatavotas no Monel sakausējuma; Daudzi franču "Charles de Golle" gaisa kuģu pārvadātāja aprīkojums un sistēmas ir izgatavotas no Monel Materials. Pat daži ēku jumti Amerikas Savienotajās Valstīs izmanto Monel sakausējumu, piemēram, Pensilvānijas staciju, Bruklinas mākslas un zinātnes muzeju, Nacionālo mākslas galeriju, Pentagonu utt.
2.2 Ni-CR, NI-FE-CR sistēma
Ni-CR-FE sistēmā sakausējums ar zemāku FE saturu ir Inconel sakausējums, un sakausējums ar lielāku FE saturu ir incoloy sakausējums. Incoloy sakausējums faktiski ir Fe-Ni-CR sakausējums niķeļa sakausējumā, jo tā ir augstā FE saturs 45%. Inconel sakausējuma liešanas sakausējums ir Cy240, un velmētā materiāla pakāpe ir INEONEL 600. INEOLOY sakausējuma velmētā materiāla pakāpe ir Incoloy 800 sakausējuma. Starp pašreizējiem uz koroziju izturīgajiem sakausējumiem, kas balstīti uz koroziju, to pielietojums vārstu ražošanā ir otrais tikai Monel sakausējumam.
Tipiski Ni-CR korozijā izturīgi sakausējumi ietver inconel 6 0 0 (vietējā līmeņa 0. pakāpe -15 ni75fe). Tas ir gan izturīgs pret augstu temperatūru, gan koroziju. Inconel 690 (0CR30NI60FE) ir uzlabojusi stresa koroziju un starpgranulāru korozijas izturību, un to plaši izmanto ķīmiskajā rūpniecībā.
2.3 Hasteiloy sērijas augstas korozijas izturīgas sakausējumi
Īpaši zemas oglekļa NI-CR-MO sērijas ar CR un MO kā galvenos leģējošos elementus sauc arī par Hastelloy sērijas (Hastelloy) sakausējumu. Hastelloy ir Haynes International, ASV preču zīme, kas sastāv no HA Haynes, Stell in Stei.lite un Oy sakausējumos. Kā uzlabots sakausējums, kas balstīts uz niķeļiem, Hastelloy ir lieliska izturība pret koroziju pret dažādām skarbām kodīgām vidēm, piemēram, mitru skābekli, sēru skābi un spēcīgu oksidējošu sāls barotni.
Kā parādīts 5. tabulā, Hastelloy sakausējumi galvenokārt ietver A, B, C, D, F, G, N, W un X sērijas. Galvenie starptautiskie uzņēmumi, kas ražo Hastelloy sakausējumus, ir Haynes International Inc. no Amerikas Savienotajām Valstīm, īpašajiem metāliem (Super sakausējuma grupa) un Vācijas Thyssenkrupp.
Hastelloy sakausējumi, ko izmanto ķīmiskos augos, galvenokārt ir B, C un G. Šo trīs veidu Hastelloy sakausējumu mehāniskās īpašības ir parādītas 6. tabulā.
(1) Hastelloy B
B sērijā ietilpst B, 132 un B3. Šāda veida Hastelloy sakausējuma izturība par koroziju tipiskos apstākļos ir parādīta 7. tabulā. Hastelloy B sakausējumam ir vislabākā sālsskābes izturība pret koroziju. Hastelloy B sakausējuma oglekļa satura samazināšana uz 0. 0 2% un Si saturs līdz 0,1% radīs Hastelloy B -2 sakausējumu. To var izmantot sālsskābes vidē ar jebkuru koncentrāciju viršanas temperatūrā un uzlabo starpgranulāro korozijas izturību sensibilizētā stāvoklī un pēcpuses stāvoklī.
Deviņdesmitajos gados Hastelloy B -3 izgudrojums pilnībā mainīja b -2 trūkumu, ka Ni-Mo nokrišņu fāzei ir viegli izgulsnēties, ejot cauri starpposma temperatūrai, un uzlaboja apstrādes veiktspēju. Tomēr Hastelloy B un Hastelloy B -2 sakausējumi satur ļoti zemu CR, un tos nevar izmantot oksidējošā vidē.
(2) Hastelloy C
Hastelloy C ir NI-CR-MO sistēma un ir vispārējas nozīmes korozijai izturīgs materiāls, kas var pielāgoties dažādām vidēm. C sērijai ir augsta leģēšanas pakāpe. CR elementam un MO elementam ir loma, kas saistīta ar pretošanos korozijai oksidēšanā un attiecīgi samazinot barotni, un kopā ir pretošanās vietējai korozijai (korozijas un plaisu korozija) loma.
C sērijā ietilpst C, C -276, C -4, C -22 un C -2000. Pirmais C sērijas sakausējums Hastelloy C tika ražots pagājušā gadsimta 30. gados. Sešdesmitajos gados bija c -276; 70. gados bija c -4; Astoņdesmitajos gados bija c -22; Deviņdesmitajos gados bija sakausējumi 59, 686 un C -2000.
Elektroķīmiskās metodes tika izmantotas ārzemēs, lai izpētītu starpgranulāru koroziju, lokalizētu koroziju, stresa koroziju un Ni-CR-Mo sakausējumu pasivācijas izturēšanos. S Ghosh pētījums parādīja, ka 95 grādu NaCl un H3PO4 risinājumos C -276 bija labāka pretestība korozijai nekā UNS N08367 un UNS N08028 sakausējumi.
(3) Hastelloy G
Hastelloy G ir Ni-CR-Cu-Mo sistēma. Cu saturošais ni _ cr _ m 0- Cu sakausējums ir izturīgāks pret koroziju ar sērskābi, fosforskābi un citām barotnēm, nevis Ni-Cr-Mo sakausējuma. Ni-CR-MO-CU sakausējumiem ar augstu CR saturu ir laba izturība pret koroziju barotnēs, piemēram, sērskābē, fosforskābē, sērskābē, kas satur F-, Cl-, fosforskābi un mitrās fosforskābi. Si un B pievienošana Ni-CR-MO-CU sakausējumiem var pretoties karstai koncentrētai sērskābes korozijai, un tiem ir augstas cietības un labas nodiluma izturības īpašības.
G sērijā ietilpst g, g -3, g -30, g -50 utt. G sakausējumu korozijas pretestība tipiskā vidē ir parādīta 9. tabulā. Hastelloy g -3} un g -30 sakausējumi šķīdi. Jaunais Hastelloy G -35 būtībā ir NI-CR-MO sakausējums ar kompozīciju, kas ir tuvu C sērijas sakausējumam.
Tā kā tā izgudrojums joprojām ir paredzēts spēcīgai oksidēšanai un jauktai skābes videi, komerciālais zīmols joprojām tiek klasificēts kā G sērija.
