Сплавы на основе никеля: Основные марки никелевых сплавов, применяемых в химическом машиностроении

alexxlab | 05.06.1994 | 0 | Разное

Содержание

Основные марки никелевых сплавов, применяемых в химическом машиностроении

В химическом машиностроении есть много агрегатов, в которых помимо коррозионостойкости, важна и жаропрочность. В таких случаях используют различные     сплавы на основе никеля, либо с высоким его содержанием.

В мире существует множество никелевых сплавов, применяемых для химических агрегатов.
В России традиционно используют российские марки, такие как ЭП670 (ХН32Т), ЭП567 (ХН65МВ), ЭИ435 (ХН78Т) и другие, поставляемые по ГОСТ 5632.

У сплавов существуют зарубежные аналоги, название и виды проката показаны в таблице 1:


Таблица 1 «Российские никелевые сплавы и аналоги»
Российская маркаИностранные аналогиВид поставки
  ЭП670 (ХН32Т) 1) Alloy 800/ Incoloy 800/ N08800/ 2.4876
2) Alloy 800H/ Incoloy 800H/ N08810/ 1.4958
3) Alloy 800HT/ Incoloy 800HT/ N08811/ 1.
4959
Листы, трубы, прутки, проволока
  ЭП567 (ХН65МВ)    Alloy C276/ Inconel C-276/ Hastelloy C276/ N10276/ 2.4819
  ЭИ435 (ХН78Т)    Alloy 602CA/ N06025/ 2.4951

Аналоги схожи по свойствам и близки по химическому составу.

Сравнительные данные листового проката показаны в таблицах 2, 3, 4:

Таблица 2 «Химический состав и свойства холоднокатаных листов сплава ЭП670 и аналогов»
МаркаХимический состав, %Мех. свойства
FeNiCrTiAlAl+TiCMnCuSiSPПредел прочности σB, МПаОтн. удли-нение, %
Не более
ЭП670 (ХН32Т) 41,4-50,7530-3419-220,25-0,6≤0,5≤0,050,70,70,020,03≥470≥25
Alloy 800˃39,530-3519-230,15-0,60,15-0,60,3-1,2≤0,10,50,751,00,0150,045≥520≥30
Alloy 800H˃39,530-3519-230,15-0,60,15-0,60,3-1,20,05-0,10,50,751,00,0150,045≥450≥35
Alloy 800HT˃39,530-3519-230,25-0,60,25-0,60,85-1,20,06-0,10,50,751,00,0150,040≥450≥30
Таблица 3 «Химический состав и свойства холоднокатаных листов сплава ЭП567 и аналогов»
Марка
Химический состав, %Мех. свойства
FeNiCrMoCoVWCMnSiSPПредел прочности σB, МПаОтн. удли-нение, %
Не более
ЭП567 (ХН65МВ)≤1Осн.14,5-16,515-173-4.5≤0,031,00,150,0120,015≥830≥40
Alloy C2764-7Осн.14,5-16,515-17˂2,5˂0,353-4,5˂0,011,00,080,030,04≥758≥62
Таблица 4 «Химический состав и свойства холоднокатаных листов сплава ЭИ435 и аналогов»
МаркаХимический состав, %Мех. свойства
FeNiCrTiAlZrYCMnCuSiSPПредел прочности σB, МПаОтн. удли-нение, %
Не более
ЭИ435 (ХН78Т)≤1Осн.19-220,15-0,35≤0,15≤0,120,70,80,010,015Не более 860≥35
Alloy 602CA8-11Осн.24-260,1-0,21,8-2,40,01-0,10,05-0,120,15-0,250,50,10,50,010,02Более 675≥30

В химическом машиностроении применяются и другие сплавы с маркировкой Alloy, Inconel, Hastelloy, UNS и т. д. Выбор марки зависит от условий использования оборудования: рабочего давления, температуры и состава среды.

Для заказа нужного сплава позвоните по телефону +7 495 663 71 31
или оставьте заявку через форму на сайте.

  • Поставляем металлопрокат с 2007 года.
  • Двойная система контроля качества производства: проверяем заготовку и готовый прокат.
  • Независимая лаборатория проверяет соответствие ГОСТ и ASTM.

Перечень сплавов смотрите в разделе Никель.

Сплав на основе никеля: физические и химические свойства

Обработка металла известна человечеству несколько тысяч лет. Наряду с однородными материалами начали появляться смеси с различными характеристиками. С развитием технологического прогресса человек открывал всё больше и больше соединений металлов. Наиболее известными являются сплавы на основе никеля. Они используются в различных направлениях промышленности благодаря своим характеристиками и внешнему виду.

Никелевый сплав

Применение в чистом виде

Никель представляет собой металл серебристого цвета. Он обладает высокими показателями прочности и пластичности. Обладает ферромагнитными свойствами, хорошо сваривается, куется и штампуется. Устойчив к воздействию кислот и щелочей. Не окислятся на открытом воздухе благодаря оксидной плёнке.

Области применения материала в чистом виде:

  1. Используется в качестве защитного покрытия для других металлических поверхностей. При этом защитный слой наносится методами плакирования или гальванопластики. Защищает другие металлы от коррозийных процессов.
  2. Из металла изготавливаются емкости для хранения и транспортировки химических реагентов, кислот, щелочей.
  3. Его часто используют в качестве катализатора. Связано это с каталитическими свойствами материала, которые схожи с палладием. Однако этот металл стоит гораздо дешевле.
  4. Изготовление прерывателей нейтронных пучков. Благодаря этому металл получил распространение в ядерной физике.

Помимо использования в пищевой и химической промышленности, чистый материал применяется при изготовлении щелочных аккумуляторов.

Особенности

Никель и сплавы на его основе обладают определёнными особенностями и характеристиками. Их важно учитывать перед применением их в промышленности.

Структура и состав

Структура сплавов на основе никеля изменяется в зависимости от того, какие компоненты входят в их состав. От этого также зависят характеристики готового материала. Этот материал представляет собой металл серебристого цвета, который содержится в земной коре, воде и воздухе. В природе можно найти не только однородный металл, но и смеси на его основе. Связано это с тем, что он отлично сочетается с другими материалами. Часто встречающиеся компоненты в составе смесей — железо, молибден, медь, хром.

Свойства и характеристики

Физические и химические свойства материала помогают определить, где его можно использовать и как он будет изменяться при определённых этапах обработки. Характеристики:

  1. Плотность — 8800 кг/м3.
  2. Температура плавления — 1455 градусов по Цельсию.
  3. Температура кипения — около 2900 градусов.
  4. Максимальная прочность на растяжение — 9000 МПа.
  5. Теплопроводность — 90,9 Вт/(м*К).
  6. Сопротивление электричеству — 0,0684 мкОм*м.

Благодаря своим характеристикам никель и смеси на его основе применяются в разных направлениях промышленности. Они хорошо поддаются обработке на промышленном оборудовании, что расширяет их область применения.

Марки

По государственному документу ГОСТ 849-2008 обозначено 7 марок никеля. К ним относятся H0, h2,2,3,4, Н1Ау и Н1у. Состав марок представляет собой содержание основного вещества до 99,9%, незначительное количество кобальта и сторонних примесей.

Сплавы

Никель является основой многих сплавов. Стоит подробнее разобраться с самыми популярными соединениями на основе этого металла.

Сплав на основе никеля

С медью

Популярнейшим соединением считается никель и медь. В итоге получается материал, который не похож по своим характеристикам на исходный металл. При изготовлении металлических смесей можно выделить 3 популярных соединения:

  1. Монель — материал, в котором содержится примерно 67% никеля. Имеет высокий показатель прочности. Его можно сравнить с разными видами сталей. Используется в авиастроении, судостроении, а также изготовлении электроинструментов. Найти детали из монели можно в музыкальных инструментах.
  2. Мельхиор — известный сплав, основным компонентом которого является медь. Никеля же в составе может содержаться до 30%. Используется при изготовлении ювелирных украшений, статуэток, столовых приборов.
  3. Копель — смесь на 44% состоящая из никеля. Из него изготавливается проволока, из которой делают компенсационные провода.

Существуют и другие смеси с добавлением цинка, которые обладают своими особенностями и характеристиками.

С хромом

Соединения хрома с никелем многим известно, как нихром. Особенность этого сплава — высокий показатель электрического сопротивления, высокая температура плавления. Также нихром отличается хорошей прочностью и теплоёмкостью. Отрасли применения:

  1. Изготовление деталей для приборов, работающих в агрессивных условиях окружающей среды.
  2. Производство нагревательных элементов и оборудования для термической обработки.
  3. Проволока из нихрома используется при изготовлении электропечей.
  4. Из этого сплава изготавливают нити испарения, использующиеся в электронных сигаретах.

Если нихром будет покрыт легирующих слоем на основе кремния, его можно использовать в химической промышленности. От дополнительного покрытия материал получает устойчивость к кислотам.

С молибденом и другими металлами

При соединении никеля с молибденом в состав добавляется хром. Процентное содержание основного металла достигает 77%. При этом молибдена в составе может содержаться до 9%. Остальное количество занимает хром. Особенность соединения — высокий показатель прочности и жёсткости.

Сплав с молибденом используется в медицине. Из него изготавливают мостовидные протезы. Сложно обрабатывается. Сделать отливки из такого материала практически невозможно. Однако благодаря своим характеристикам и низкой стоимости сплавы с молибденом имеют высокую популярность.

С железом

Подобная смесь называется инвар. Представляет собой соединение железа и никеля. Используют готовый материал при изготовлении деталей для механических часов.

Соединение железа и никеля

Область применения

Чистый металл используется не так часто, как сплавы никеля. Области применения сплавов:

  1. Применяются в машиностроении, строительстве, изготовлении трубопроводов. Из этого металла изготавливаются массивные конструкции, которые защищены от образования ржавчины.
  2. Детали для оборудования, которое работает в условиях агрессивных сред. Сплавы устойчивы к воздействию кислот, коррозийных процессов, щелочей.
  3. Сплавы используют для изготовления газовых турбин.
  4. В быту изделия из сплавов никеля можно встретить в виде мебельной фурнитуры, кранов и смесителей.
  5. Никель входит в состав сплавов, которые используются при изготовлении белого золота.

На основе этого материала изготавливаются никель-кадмиевые аккумуляторы. Соединения металлов многообразны и благодаря этому их используют в различных направлениях промышленности.

Плюсы и минусы

Сплавы на основе никеля обладают положительными и отрицательными сторонами.

Преимущества:

  1. Жаропрочные сплавы на никелевой основе обладают высокими показателями прочности и твердости.
  2. Коррозийная устойчивость.
  3. Высокая электропроводность.
  4. Хорошая свариваемость.
  5. Высокий показатель износоустойчивости.

Недостатки:

  1. Поверхность материала уязвима к ударам. Могут появляться трещины и сколы.
  2. Если на сторонний металл нанесен защитный слой, то при длительном воздействии жидкостей он может смываться.

Благодаря своим характеристикам этот материал используется в качестве дешёвого аналога дорогим металлам.

Сплавы на основе никеля имеют большую популярность в промышленности. Характеристики материала изменяются в зависимости от используемых добавок к основному металлу.

Никелевые сплавы: особенности производства и применение

Запросить цену

Задать вопрос

ООО «Орион-Спецсплав-Гатчина» поставляет высококачественные никелевые сплавы во все регионы России, страны ТС и за рубеж. В зависимости от потребностей заказчика продукция изготавливается в гранулах и слитках. Сплавы производятся в строгом соответствии со стандартами.

Никель обладает отличными механическими свойствами и коррозионной стойкостью. До 80% добытого металла используется для производства сплавов в цветной и черной металлургии. Более половины выпускающихся никелевых сплавов представляют собой различные марки стали — от низколегированных до нержавеющих и жаропрочных. Продукция используется в автомобилестроении и энергетике. Она востребована при разработке новых конструкционных материалов в качестве легирующих компонентов.

Применение никелевых сплавов

Хромоникелевые сплавы применяются при производстве гибких трубопроводов, печного оборудования. Жаропрочные материалы используются для изготовления теплообменников, сильфонов, уплотнительных элементов. Высокопрочные сплавы с добавками титана и ниобия — незаменимое сырье для пружин, мембран, газовых турбин, двигателей.

Продукция востребована в производстве керамики, трубопроводов для нефтехимической промышленности, электронных деталей.

Химический состав деформируемых жаропрочных никелевых сплавов

Udimet 500

53,6

18,0

18,5

4,0

2,9

2,9

0,08

0,006

0,05

 

Udimet 700

53,4

15,0

18,5

5,2

4,3

3,5

0,08

0,03

 

Waspaloy

58,3

19,5

13,5

4,3

1,3

3,0

0,08

0,006

0,06

 

Astroloy

55,1

15,0

17,0

5,2

4,0

3,5

0,06

0,03

 

Rene 41

55,3

19,0

11,0

10,0

1,5

3,1

0,09

0,005

 

Nimonic 80A

74,7

19,5

1,1

1,3

2,5

0,06

 

Nimonic 90

57,4

19,5

18,0

1,4

2,4

0,07

 

Nimonic 105

53,3

14,5

20,0

5,0

1,2

4,5

0,2

 

Nimonic 115

57,3

15,0

15,0

3,5

5,0

4,0

0,15

 

Химический состав литейных жаропрочных никелевых сплавов

B-1900

64,0

8,0

10,0

6,0

6,0

1,0

0,10

0,015

0,1

4,0% Ta

MAR-M200

60,0

9,0

10,0

5,0

2.0

1.0

0,13

0,015

0,05

12,0% W

Rene 77

58,0

14,6

15,0

4,2

4,3

3,3

0,07

0,016

0,04

 

Rene 80

60,0

14,0

9,5

4,0

3,0

5,0

0,17

0,015

0,03

4,0% W

Особенности производства никелевых сплавов

Сплавы никеля производятся в низкочастотных и высокочастотных индукционных печах с основной или нейтральной футеровкой. Такое оборудование обеспечивает быстрое получение высокой температуры для форсирования рабочих процессов. Для предотвращения взаимодействия расплава с кислородом применяются флюсы, а удаление растворенного водорода и других газов производится продувкой инертным газом.

ООО «Орион-Спецплав-Гатчина» располагает современным оборудованием для производства никелевых сплавов с точным соблюдением технологии.

Клиентам предлагается:

  • разнообразный ассортимент продукции;
  • поставка партий любого объема;
  • оперативная доставка.

Для заказа свяжитесь с нами по телефону 8 (812) 438-40-91 или по почте [email protected]

Никелевые и железные самофлюсующиеся сплавы для покрытий, ПР-НХ17СР4

Марка сплава ТП °С Свойства покрытий Основные области применения
Сплавы на никелевой основе
ПР-НД42СР 1065 Стойкость к коррозии, удару, истиранию трением, отличная обрабатываемость.Низкий коэффициент трения, f= 0,052-0,07 в паре с контртелом из стали 20 Восстановление размеров, сварка деталей, заделка трещин, раковин на деталях и корпусных изделиях из чугуна. Применяется в стекольной промышленности и др. отраслях при ремонте корпусного оборудования, деталей транспортных машин
ПР-НС2РП 880

Теплоустойчивость, стойкость к коррозии, удару и истиранию, невысокая (~930 0С) температура оплавления покрытия и  хорошая его обрабатываемость

Восстановление размеров и поверхностное упрочнение формкомплектов  из чугуна в стекольной промышленности

ПР-НС2Р 1070 Теплоустойчивость, стойкость к коррозии, удару и истиранию, хорошая обрабатываемость Восстановление размеров и поверхностное упрочнение матриц из чугуна в стекольной промышленности
ПР-НС2Р2 1060 Теплоустойчивость, стойкость к коррозии, удару и истиранию. Твердость выше, чем НС2Р, хорошая обрабатываемость Восстановление размеров и поверхностное упрочнение матриц из чугуна в стекольной промышленности
ПР-НХ13СР 1050 Стойкость к удару, высокое сопротивление абразивному и эрозионному износу, окислению на воздухе до 850 оС, коррозии в морской воде и агрессивных средах, кроме кислых. Твердость выше, чем НС2Р2. f=0,43 при трении по ст. Х12М на воздухе. Удовлетворительная обрабатываемость Износостойкие, антизадирные покрытия на стали и чугуне. Матрицы в стекольной отрасли, оборудование металлургических заводов и нефтегазовой отрасли, детали транспорта
ПР-НХ4С3Р 1060 Стойкость к износу истиранием. Твердость выше, а  стойкость к удару ниже, чем НС2Р. Удовлетворительная обрабатываемость Восстановление размеров и поверхностное упрочнение изделий из чугуна. Матрицы и пуансоны в стекольной отрасли
ПР-НХ9С3Р2 1040 Стойкость к ударным нагрузкам, износу трением и абразивом, окислению на воздухе до 800 оС, коррозии в водных, щелочных средах и других промышленных агрессивных средах, кроме кислых. Удовлетворительная обрабатываемость Износостойкие, антизадирные покрытия на стали и чугуне: матрицы и пуансоны в стекольной отрасли, оборудование металлургической и нефтегазовой отрасли,  деталей насосов, компрессоров и транспортных машин. В качестве компонента шнуров с полимерным наполнителем
ПР-НХ15СР2 1025 Твердость в диапазонах 38-46 или 42-48 HRC регулируется композицией сплава по желанию заказчика. Стойкость к удару, высокое сопротивление износу трением, фреттинг-коррозии, кавитационной эрозии,  окислению на воздухе до 800 оС, коррозии в водных, щелочных средах и других промышленных агрессивных средах. Ограничение содержание кобальта в сплаве.  Хорошая обрабатываемость твердыми сплавами Износостойкие, антизадирные покрытия на стали, чугуне, нержавеющей стали. Восстановление и упрочнение деталей запорной арматуры котлов высокого давления. Материал аттестован НАКС для применения в технических устройствах объектов повышенной опасности. Другие области: ремонт и защита металлургического, химического и нефтегазового  оборудования, деталей транспортных машин
ПР-НХ13СР3 1030 Сопротивление износу трением и абразивом, удару, коррозии в водных, щелочных средах и других промышленных агрессивных средах Износостойкие покрытия на деталях металлургического и горного оборудования, валов и уплотнительных систем насосов, транспортных машин
ПР-НХ7С4Р3 980 Среднелегированный хромом сплав, с меньшей ТП, чем у НХ15СР2 и НХ9С3Р2 и улучшенной жидкотекучестью при оплавлении. Стойкость к износу трением и абразивом, окислению на воздухе до 850 оС, коррозии в агрессивных средах Износостойкие, антизадирные покрытия на деталях из стали и чугуна, в частности, на внутренних цилиндрических поверхностях гильз экструдеров, наплавленных индукционной наплавкой (ТВЧ)
ПР-НХ16СР3 1040 Стойкость к удару, высокое сопротивление абразивному износу, фреттинг-коррозии, кавитационной эрозии, окислению на воздухе до 800 оС, коррозии в водных, щелочных средах и других промышленных агрессивных средах.  Обработка резанием и шлифованием Износостойкие покрытия на деталях оборудования энергетического машиностроения (насосы, запорная арматура для нефтепромыслов), металлургического оборудования горячих цехов, штампового инструмента, экструдеров шинных заводов, деталей автомобильного, судового и железнодорожного транспорта, например, лопастей гребных винтов, деталей тепловозов, сцепок вагонов и пр. 
ПР-НХ16СР-У 1050 Материал по свойствам аналогичен НХ16СР3, отличается специальными требованиями к размеру частиц (100-280 мкм) и методу контроля свойств покрытия Износостойкие покрытия на деталях оборудования энергетического машиностроения (насосы, запорная арматура для нефтегазопромыслов)
ПР-НХ8Д6СРП(ПГ-АН9) 950 Материал по твердости близок к  НХ16СР3. Сравнительно меньшая температура оплавления и низкий коэффициент трения в парах с алюминиевым сплавом АСМ (Al-Sb-Mg) и антифрикционной бронзой типа Cu-Sn-Pb Коленчатые валы судовых дизелей, деталей автомобилей. В качестве подслоя используется композиционный порошок ПГ-Ю-5Н. Износостойкие покрытия на детали из чугуна
ПР-НХ25СР3 1050 Самофлюсующийся сплав с повышенным содержанием хрома. Стойкость к механическому износу и газовой эрозии в условиях повышенных температур и динамических нагрузок Восстановление и защита выпускных клапанов и седел дизелей тепловозов, запорной арматуры
ПР-НХ7С4Р3МД 1000 Стойкость к механическому износу, удару и  повышенное сопротивление коррозии Износостойкие покрытия для деталей, работающих при повышенных нагрузках и высоких температурах
ПР-НХ16СР4МД3 1010 Высокая стойкость к абразиву и износу трением, кавитации и фреттинг-коррозии Восстановление и упрочнение транспортных механизмов (ролики, подшипники) металлургического оборудования горячих цехов, клапанов и шатунов дизелей, валов насосов, плунжеров нефтяных погружных насосов, паровых клапанов, лопастей, ножей и шнеков смесителей, прессформ в производстве огнеупоров  (керамики) и др.
ПР-НХ17СР4 1025 Высокая стойкость к абразивному и эрозионному износу за счет высокопрочной фазы Cr7 C3  , коррозии в пресной и морской воде, солевых растворах, нефтесодержащих средах, устойчивость против окисления на воздухе до 700-750 оС. f=0,4 при трении по ст. Х12М на воздухе  Упрочняющие покрытия на деталях машин и оборудовании горячих цехов металлургических заводов, нефтяных погружных и грунтовых насосов, газоперекачивающих установок, горно-добывающей, дорожной и с/х техники.  Упрочнение шнеков экструдеров полимерных материалов и др.
ПР-НХ17СР4-У 1025 Свойства материала аналогичны ПР-НХ17СР4. Основная фракция 45-125 мкм, >125 не более 3%, <45 не более 3%. Твердость наплавленного покрытия 56-61 HRC, микротвердость напыленного и оплавленного покрытия >595 HV 200 Нанесение покрытия методом напыления с последующим оплавлением. Нефтегазовое машиностроение, упрочнение плунжеров погружных глубинных насосов
ПР-НХ17СР4-Р 1025 Материал отличается от базового  ПР-НХ17СР4 улучшенной  растекаемостью на поверхности стальных деталей при оплавлении, например,  способностью натекать на боковые грани деталей без образования валика Упрочняющие покрытия на деталях машин и оборудовании энергетического машиностроения, горно-добывающей, дорожной и сельскохозяйственной техники
ПР-НХ18С5Р4 1000 Повышенная стойкость против абразивного истирания Защита оборудования и деталей машин от механического интенсивного износа и коррозии
Сплав на медной основе
ПР-БрОл8НСР TS 780 TL 980   Износостойкий материал с высоким коэффициентом трения f= 0,1 -0,07. Прочность сцепления с латунью оплавленных при 990-1000 оС покрытий 160-170 МПа Износостойкие фрикционные покрытия на деталях из медных сплавов, стали и чугуна (например, колец синхронизаторов коробки передач)
Сплавы на железной основе
ПР-Х4ГСР 1200 Высокое сопротивление абразивному и гидроабразивному износу. Сплав образует плотные твердые покрытия при газопорошковой и плазменной наплавке Защита оборудования, деталей земноснарядов, горнодобывающей, дорожной и сельскохозяйственной техники от абразивного и гидроабразивного изнашивания
ПГ-Ж14 1100 Новый самофлюсующийся сплав на основе железо-никелевого твердого раствора с хорошей жидкотекучестью при оплавлении. Образует плотные, стойкие к удару, с удовлетворительной обрабатываемостью покрытия Износостойкие, средней твердости покрытия на стали и чугуне в металлургической и нефтегазовой отрасли,  энергетическом машиностроении и транспорте
ПР-Х11Г4СР(ФМИ-2) 1130 -1150 Эвтектические сплавы стойкие к абразивному, масляно-абразивного истиранию, коррозионно-механическому разрушению, кавитации и газовой эрозии. Покрытия обладают повышенной пластичностью, обрабатываются точением Восстановление деталей машин и оборудования  нефтегазовой отрасли, транспорта, сельскохозяйственной и дорожной техники. Например, ФМИ-2, ФМИ-5 в смеси с низколегированной порошковой сталью ПР-Н4Д2М применяется для наплавки опорных шеек валов, ФМИ-4 – преимущественно для наплавки на изделия из чугуна
ПР-Н19Г10СР(ФМИ-4)
ПР-Н9Г4СР(ФМИ-5)

Никель, никелевые сплавы

Никель-металл серебристо-белого цвета, достаточно твердый и вязкий, имеющий широкое применение и важное значение в технике. Он был открыт в 1751г. Название элемента происходит от второй части названия минерала “купферникель” – фальшивая медь. Никель состоит из смеси пяти изотопов с массовыми числами 58,60, 61, 62, 64. Кроме того, получено шесть искусственных радиоактивных изотопов никеля. Ряд радиоактивных изотопов никеля находит практическое применение. Кристаллическая структура никеля – гранецентрированная. Никель обладает ценными химическими и механическими свойствами. Хорошая пластичность позволяет получать из него различные изделия методом деформации в холодном и горячем состоянии. Никель является одним из самых активных катализаторов среди металлов. Добавки никеля к другим металлам существенным образом изменяют их свойства и создают возможности для получения широкого ассортимента различных очень ценных материалов. Поэтому главной областью применения никеля являются различные сплавы. Известно более 3000 сплавов, в состав которых входит никель. Получение никелевых сплавов основанно на различного рода взаимодействиях , в которые вступает никель с другими элементами. Никель в чистом виде применяют в качестве антикоррозионных защитных покрытий , наносимых методом плакирования и гальванопластикой. Плакирование никелем применяют для предохранения от коррозии железа и нелегированных сталей путем получения двух- и трехслойного металла. Это значительно удешевляет стоимость изделий, изготовленных из такого металла взамен изделий из чистого никеля. Электролитические покрытия никелем наносят на алюминий, магний, цинк и чугун.  Из чистого никеля изготовляют также различные аппараты , приборы, котлы и тигли с высокой коррозионной стойкостью и постоянством физических свойств, а из никелевых материалов – резервуары и цистерны для хранения в них пищевых продуктов, химических реагентов, эфирных масел, для транспортирования щелочей и других химических и пищевых продуктов, для плавления едких щелочей. Никелевые трубы применяют для изготовления конденсаторов в производстве водорода, для перекачки щелочей в химическом производстве. Никелевые химически стойкие инструменты широко используют в медицине и научно-исследовательской радиолокации, телевидения, дистанционного управления процессами в атомной технике. Никелевые пластинки применяют в механических прерывателях нейтронного пучка для получения нейтронных импульсов с большой энергией. Порошкообразный никель используют в каталитических процессах, в реакциях гидрогенизации непредельных углеводородов, циклических альдегидов, спиртов, ароматических углеводородов. Каталитические свойства никеля аналогичны таким же свойствам платины и палладия. Поэтому никель, как более дешевый материал, широко применяется  взамен этих металлов в качестве катализатора при гидрогенизационных процессах. На основе порошков чистого никеля изготовляют пористые фильтры для фильтрования газов, топлива и других продуктов в химической промышленности. Порошкообразный никель потребляют также в производстве никелевых сплавов и в качестве связки при изготовлении твердых и сверхтвердых материалов. Никель применяют в качестве аккумуляторных электродов в щелочных аккумуляторах. В сплавах никель участвует главным образом в сочетании с железом и кобальтом.

Никелевые сплавы 

Сплавы на никелевой основе применяют для электротехнических целей, а также в качестве кислостойких , жаростойких и жаропрочных материалов. Для электротехнических целей используют проволоку из марганцовистого никеля марок НМц2,5 и НМц5 для свечей автомобильных, авиационных и тракторных двигателей; из сплавов алюмель и хромель Т для термопар; из сплава хромель К для компенсационных проводов. Кислостойкие никелевые сплавы. Материалы этой группы представляют собой сплавы на никелевой основе, легированные хромом , вольфрамом, молибденом, медью и другими элементами. Сплав монель. Этот сплав относится к кислостойким сплавам на никелевой основе, содержащим в качестве основного легирующего элемента медь. Он обладает очень высокой коррозионной стойкостью, высоким временным сопротивлением и хорошей пластичностью в холодном и горячем состояниях. Монель – металл практически не подвергается коррозии в сухом воздухе и дистиллированной воде, стоек против действия разбавленной серной кислоты, крепких щелочей, большинства органических кислот, сухих газов при обычной температуре и морской воды. Инконель  – никелевый сплав, содержащий в качестве основных легирующих элементов хром и железо, применяется для деталей, работающих в окислительных средах и при высоких температурах. Хастелой. Основными легирующими элементами в сплаве являются молибден и железо. Его применяют для деталей оборудования, работающих в соляной кислоте при температуре до 70 градусов. Нионель – никелевый сплав, в котором основными компонентами являются никель, молибден, хром, железо, медь и титан.

 

  1. Мы предлагаем следующие виды цветных металлов: бронза, медь, титан, олово, баббит, магний, кадмий, латунь, сурьма, висмут.

Новые решения для фрезерования сплавов на основе никеля от Sandvik Coromant

Эксперт в области режущего инструмента и инструментальных систем Sandvik Coromant выпустил две серии керамических концевых фрез, оптимизированных для обработки сплавов на основе никеля. Новые фрезерные головки с напаянной режущей частью CoroMill® 316 и концевые фрезы CoroMill Plura обеспечивают более производительную черновую обработку материалов ISO S, чем стандартные твердосплавные фрезы.

Никелевые сплавы являются основным материалом при производстве деталей для аэрокосмической отрасли. Sandvik Coromant разработала решения, подходящие для фрезерования уступов, карманов, пазов, винтовой интерполяции, фрезерования с врезанием под углом и торцевого фрезерования деталей из никелевых сплавов, которые, чаще всего, требуются при производстве двигателей самолетов.

Для изготовления концевых фрез CoroMill 316 и CoroMill Plura, специалисты использовали керамическую основу, которая позволяет осуществлять процесс резания иначе, нежели с традиционными твердосплавными инструментами. Кроме того, керамика наиболее безопасна при высоких температурах, неизбежных в процессе фрезерования. Сами же фрезы выполняются с отрицательными углами, что обеспечивает дополнительную прочность режущих кромок. Для достижения максимальной эффективности, компания разработала специальный сплав CC6060.

Исполнение фрез с шестью зубьями даёт возможность эффективно производить фрезерование уступов, а с четырьмя зубьями – торцевое фрезерование.

CoroMill Plura и CoroMill 316 относятся к сегменту оптимизированных решений цельных режущих инструментов Sandvik Coromant.

«С помощью CoroMill 316 и CoroMill Plura специалистам компании удалось повысить скорость обработки в 20–30 раз, по сравнению с твердосплавными инструментами и тем самым значительно увеличить производительность. Мы хотели выпустить инструмент, который будет не только эффективен, но и многофункционален. И нам это удалось! На сегодняшний день, лишь немногие аналоги сочетают в себе столько вариаций применения. Клиенты компании по всему миру, в том числе и в России, уже могут оценить преимущества новинки», – отмечает директор по продажам Sandvik Coromant Сергей Шпак.

 

Sandvik Coromant

Sandvik Coromant – подразделение международной промышленной группы Sandvik – является ведущим глобальным производителем инструмента и разработчиком инновационных решений для металлообрабатывающей отрасли. Масштабные инвестиции в исследования и разработки, формирование новых стандартов и партнерские отношения с заказчиками обеспечивают создание новых технологий обработки и развития производства. Sandvik Coromant владеет более чем 3100 патентами по всему миру, компания насчитывает более 7900 сотрудников и представлена в 150 странах.

Более подробную информацию см. на сайте www.sandvik.coromant.com.

Нет связанных записей.

Никель и никелевые сплавы | Сварка и сварщик

В земной коре содержится 0,008% никеля. Это достаточно прочный и вязкий металл. Он не испытывает полиморфных превращений и вплоть до температуры плавления имеет ГЦК решетку. Никель ферромагнитен, точка Кюри 358° С. Одним из важных магнитных свойств этого металла является магнитострикция, то есть относительное изменение длины магнитного тела при намагничивании. В зависимости от напряженности магнитного поля никель соответственно укорачивается. Никель сохраняет пластические свойства, как при высокой, так и при очень низкой температуре (см. таблицу). Никель хорошо обрабатывается в горячем и холодном состояниях. После холодной деформации он наклепывается и сильно упрочняется. Наклеп может быть снят путем отжига при температуре выше температуры рекристаллизации (в зависимости от степени чистоты 200 – 600°С). Отжиг снижает прочность никеля и повышает его пластичность.

Т, °Сσв, МПаδ, %ψ, %
+174423577
-1966204689
-2537754869

В атмосферных условиях никель один из наиболее коррозионностойких металлов. Это связано с тем, что в начальной стадии окисления на его поверхности образуется тонкая и прочная защитная пленка, которая препятствует дальнейшему окислению и коррозии. Никель сохраняет высокую коррозионную стойкость и при нагревании. Он устойчив в расплавах щелочей, в нейтральных и щелочных растворах солей, соляной, серной, азотной, уксусной и угольной кислот. В то же время на никель сильно действуют азотная (за исключением концентрированной) и азотистая кислоты. В разбавленных органических кислотах и других органических соединениях никель достаточно стоек. Он пригоден для изготовления аппаратуры, работающей при нормальной температуре в контакте с серной и разбавленной соляной кислотами.

Маркировка технического никеля Н-0 (99,99% Ni), Н-1, Н-2, Н-3, Н-4 (97,6% Ni). Большая часть никеля применяется в качестве легирующих добавок для производства различных сплавов с железом, цинком, кобальтом, медью и другими металлами.

В качестве конструкционного материала технический никель применяют для изготовления химического оборудования, в частности резервуаров и цистерн химических реагентов, для транспортировки щелочей и других химических и пищевых продуктов. Никелевые сплавы – кислотостойкие, жаростойкие и жаропрочные материалы. Наибольшее распространение получили сплавы на никелевой основе в сочетании с медью, хромом, молибденом, железом, титаном, бериллием. Важнейшие легирующие элементы растворимы в никеле, поэтому основные конструкционные сплавы на его основе, обладая хорошей прочностью и удовлетворительной пластичностью, подвергаются всем видам обработки в горячем и холодном состояниях: ковке, прокатке, штамповке. Никелевые сплавы можно условно разделить на 4 группы: конструкционные (кислотостойкие), электротехнические, сплавы с особыми свойствами и жаропрочные.

Из никелевых сплавов первой группы наиболее распространен сплав монель (монель-металл) – кислотостойкий сплав, содержащий в качестве основного легирующего элемента медь. Он относится к сплавам типа твердых растворов и обладает высокой прочностью, хорошей пластичностью в холодном и горячем состояниях, удовлетворительно обрабатывается и сваривается. Монель широко применяется в химическом машиностроении, судостроительной промышленности и других отраслях машино- и аппаратостроения. Сплавы типа хастеллой и инконель обладают высокой коррозионной стойкостью и применяются для сварной химической аппаратуры.

К сплавам второй группы относятся кремнистый никель (НК02), марганцовистый никель (НМц 2,5), константан, нихром и др.

Третья группа сплавов включает такие сплавы, как пермаллой, суперпермаллой, инвар, элливар, и др. Они обладают особыми физическими свойствами и применяются для изготовления постоянных магнитов, деталей, не подвергающихся намагничиванию, деталей приборов с постоянными линейными размерами и т.д.

Жаропрочные и жаростойкие никелевые сплавы содержат в качестве основного легирующего элемента хром, а также добавки титана, алюминия, молибдена, вольфрама, ванадия. Никелевые деформируемые жаропрочные сплавы предназначаются для изготовления напряженных деталей (рабочие лопатки, диски газовых турбин), работающих при нагреве до 800 – 850°С.

Сварка сплавов никеля связана с серьезными затруднениями, вызванными их особыми физико-химическими свойствами:

1. Большая склонность к образованию пор связана с резким изменением растворимости кислорода, азота и водорода при переходе металла из твердого в жидкое состояние По указанной причине технология сварки должна обеспечивать надежную защиту зоны сварки от атмосферного воздуха, хорошее раскисление и дегазацию сварочной ванны. Эффективная мера предотвращения пористости – сварка короткой дугой (до 1,5 мм), что резко уменьшает подсос газов из атмосферы.

2. Высокая склонность металла к образованию кристаллизационных трещин связана с образованием по границам крупных зерен, имеющих транскристаллитное строение, легкоплавких эвтектик типа Ni3S + Ni (Тпл = 645°С), Ni3Р + Ni (Тпл – 880°С). Для предотвращения возникновения таких трещин в основном металле и сварочных материалах ограничивают содержание вредных примесей и вводят элементы, связывающие серу в более тугоплавкие соединения: до 5% Mn и до 0,1% Mg. Для ограничения роста зерна сварку ведут на ограниченной погонной энергии и вводят в небольшом количестве в металл шва модификаторы (титан, алюминий, молибден), измельчающие его структуру. При многопроходной сварке последующие швы необходимо накладывать после полного охлаждения предыдущих.

3. При сварке никеля и его сплавов металл сварочной ванны менее жидкотекуч, чем при сварке стали, и проплавляется на меньшую глубину, поэтому необходимо несколько увеличивать угол разделки кромок.

Сплавы на основе никеля – MetalTek

Около 60% никеля в мире оказывается компонентом нержавеющей стали. Его выбирают из-за его прочности, ударной вязкости и устойчивости к коррозии. Дуплексные нержавеющие стали обычно содержат около 5% никеля, аустенитные – около 10%, супераустенитные – более 20%. Жаропрочные марки часто содержат более 35% никеля. Сплавы на основе никеля обычно содержат 50% никеля или более.

Свойства материала из никелевого сплава

В дополнение к основному содержанию никеля эти материалы могут содержать значительные количества хрома и молибдена.Металлы на основе никеля были разработаны для обеспечения большей прочности при высоких температурах и большей коррозионной стойкости, чем у железа и стали. Они значительно дороже черных металлов; но из-за их длительного срока службы никелевые сплавы могут быть наиболее экономически выгодным материалом для долгосрочного использования.

Специальные сплавы на основе никеля широко используются из-за их коррозионной стойкости и свойств при резко повышенных температурах. Всякий раз, когда ожидаются необычайно тяжелые условия, можно рассматривать эти сплавы из-за их уникальных свойств сопротивления.Каждый из этих сплавов сбалансирован никелем, хромом, молибденом и другими элементами.

Существуют тысячи применений никеля как материала и сплавов на основе никеля. Небольшая выборка таких применений будет включать:

  • Оборона, особенно морское применение
  • Энергетика
  • Газовые турбины, как летные, так и наземные, особенно для высокотемпературного выхлопа
  • Промышленные печи и теплообменники
  • Оборудование для приготовления пищи
  • Медицинское оборудование
  • Никель покрытие, коррозионная стойкость
  • В качестве катализатора химических реакций

Следует понимать, что материалы на основе никеля могут быть эффективным решением для тех областей применения, где требуется устойчивость к высокотемпературной коррозии.

Свяжитесь с нами, чтобы получить рекомендации по выбору подходящего сплава на основе никеля для вашей области применения.

Nickel Alloys .Net – все, что вы хотели знать о никеле и никелевых сплавах

Никель в чистом виде или в сплаве с другими металлами и материалами внес значительный вклад в наше современное общество и обещает продолжать поставлять материалы для еще более требовательного будущего.Никель всегда был жизненно важным металлом для самых разных отраслей промышленности по той простой причине, что это очень универсальный материал, который можно сплавлять с большинством других металлов.

Никель является универсальным элементом и сплавляется с большинством металлов. Никелевые сплавы представляют собой сплавы с никелем в качестве основного элемента. Между никелем и медью существует полная растворимость в твердом состоянии. Широкий диапазон растворимости между железом, хромом и никелем делает возможным множество комбинаций сплавов. Его высокая универсальность в сочетании с выдающейся термостойкостью и коррозионной стойкостью привели к его использованию в самых разных областях; таких как авиационные газовые турбины, паровые турбины на электростанциях и его широкое использование на рынках энергетики и ядерной энергетики.

Применение и характеристики никелевых сплавов

Никель и никелевые сплавы используются для самых разных целей, большинство из которых связаны с коррозионной стойкостью и/или термостойкостью. Некоторые из них включают:

  • Авиационные газовые турбины
  • Паротурбинные электростанции
  • Медицинские приложения
  • Системы ядерной энергетики
  • Химическая и нефтехимическая промышленность
  • Детали нагрева и сопротивления
  • Изоляторы и приводы для связи
  • Автомобильные свечи зажигания
  • Сварочные материалы
  • Силовые кабели

Ряд других применений никелевых сплавов связан с уникальными физическими свойствами специальных сплавов на основе никеля или сплавов с высоким содержанием никеля.К ним относятся:

Влияние легирующих элементов на сплавы на основе никеля – материалы, вызывающие коррозию

Влияние легирующих элементов на сплавы на основе никеля

Различные элементы, входящие в состав сплава, могут резко изменить механические свойства, коррозионную стойкость и микроструктуру металла. В то время как хром, никель, молибден, железо могут быть основными легирующими элементами, другие элементы, такие как вольфрам, углерод, алюминий, титан, медь и сера, также могут оказывать существенное влияние.Понимание элементов и их положительного и отрицательного влияния на сплавы может помочь определить, в каких областях могут использоваться определенные сплавы.

 

Никель (Ni)

Повышает жаропрочность, устойчивость к окислению, азотированию, науглероживанию и галогенированию. Он также обеспечивает металлургическую стабильность. Присутствие этого элемента может повысить устойчивость к восстановительным кислотам и щелочам, а также устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением.

Хром (Cr)

Легирование Cr улучшает стойкость к высокотемпературному окислению и сульфидированию, а также стойкость к окислительным средам в целом.К таким окислителям относятся как азотная, так и хромовая кислоты. Добавки обычно находятся в диапазоне от 15 до 30%, но были замечены и до 50%.

Молибден (Mo)

Добавление молибдена значительно повышает устойчивость к неокисляющим кислотам, таким как соляная (HCl), фосфорная (h4PO4) и плавиковая кислота (HF). Также было показано, что он используется для повышения устойчивости к серной кислоте (h3SO4) в концентрациях ниже 60%. Молибден повышает устойчивость к точечной и щелевой коррозии и придает жаропрочность.

Железо (Fe)

Этот элемент снижает стоимость сплава, улучшает стойкость к высокотемпературному науглероживанию и контролирует тепловое расширение.

Вольфрам (W)

Этот элемент аналогичен молибдену в том, что он обеспечивает устойчивость к восстановительным кислотам и локальной коррозии, а также придает повышенную прочность и свариваемость.

Углерод (С)

Может снижать коррозионную стойкость, но повышает прочность при повышенных температурах.

Алюминий (Al)

Добавки Al могут способствовать образованию прочно слипшейся корки оксида алюминия при высокой температуре, которая устойчива к окислению, науглероживанию и хлорированию. В сочетании с Ti он также способствует старению некоторых сплавов.

Титан (Ti)

Как упоминалось выше, он способствует старению, а также может сочетаться с углеродом для снижения восприимчивости к межкристаллитной коррозии из-за карбида хрома, который образуется после термической обработки.

Медь (Cu)

Повышает устойчивость к редуцирующим кислотам. Сплавы, содержащие от 30 до 40 % Cu, обеспечивают превосходную стойкость ко всем концентрациям неаэрированного HF. Если к сплаву Ni-Cr-Mo-Fe добавить Cu, то повышается стойкость к соляной, фосфорной и серной кислотам некоторых концентраций.

Кобальт (Co)

Кобальт придает жаропрочным сплавам уникальные характеристики упрочнения. Кобальт также повышает стойкость никелевых сплавов к науглероживанию и сульфидированию.Это связано с тем, что Со увеличивает растворимость С в сплавах на основе никеля и потому, что температура плавления сульфида кобальта выше, чем сульфидов никеля, соответственно.

 

Каталожные номера:

  1. Высокоэффективные сплавы для защиты от водной коррозии, стр. 2-4, Special Metals Corporation
  2. Никель, кобальт и их сплавы, Международный справочник ASM, стр. 17 и стр. 129.

Фазы суперсплавов на основе никеля и коррозионная стойкость

Сплавы на основе никеля-фазы и коррозионная стойкость

Суперсплавы

представляют собой жаропрочные сплавы , содержащие никель, никель-железо, никель-кобальт или никель-хром-молибден, которые обеспечивают отличное сочетание механической прочности и коррозионной стойкости.Они обычно используются в газовых турбинах, установках по переработке угля, химической промышленности и для различных специализированных операций, требующих высокой устойчивости к нагреву и коррозии.

Важным свойством сплавов на основе никеля является их использование в приложениях, несущих нагрузку, при температурах около 80% от их начальной температуры плавления, что выше, чем у других технических сплавов.

Общие области применения суперсплавов указаны ниже, они в основном используются в производстве газовых турбин:

  1. Авиационные газовые турбины: камеры сгорания, болты, кожухи, диски, валы, выхлопные системы, лопатки, лопатки, реверсоры тяги
  2. Паротурбинные силовые установки: болты, лопатки, подогреватели дымовых газов
  3. Поршневые двигатели: Турбокомпрессоры, клапаны, горячие свечи, вставки седла клапана
  4. Металлургия: инструменты для горячей обработки, штампы, штампы для литья
  5. Медицинское оборудование: оральное, протезное оборудование
  6. Аэрокосмическая промышленность: листы с аэродинамическим нагревом и компоненты ракетных двигателей
  7. Аппараты для тепловой обработки: поддоны, конвейерные ленты, корзины, вентиляторы, глушитель печи и приспособления
  8. Атомные электростанции: механизмы привода управляющих стержней, штоки клапанов, пружины и воздуховоды
  9. Химическая и нефтехимическая промышленность: Болты, вентиляторы, клапаны, реакторы, трубопроводы, насосы
  10. Приборы для борьбы с загрязнением: скрубберы
  11. Металлообрабатывающие заводы – печи, камеры дожигания, вытяжные вентиляторы
  12. Системы газификации и сжижения угля – теплообменники, подогреватели, трубопроводы

Суперсплавы на основе никеля

Суперсплавы на основе никеля

представляют собой сложные и широко используемые материалы для высокотемпературных компонентов, и для некоторых металлургов это наиболее подходящие сплавы.Современные авиационные двигатели на 50% состоят из этих сплавов.

Основными свойствами никеля как основы сплава являются высокая фазовая стабильность гранецентрированной кубической никелевой матрицы и возможность армирования несколькими прямыми и косвенными способами. Более того, стабильность поверхности никеля сразу повышается при добавлении хрома и алюминия.

Микроструктура сплавов на основе никеля

Ключевые фазы, встречающиеся в никелевых сплавах:

  1. Гамма-матрица – гамма-фаза (Ƴ) представляет собой немагнитную ГЦК-фазу, состоящую из большого количества элементов в твердом растворе, таких как кобальт, железо, хром, вольфрам и молибден.Сплавы на основе никеля содержат в качестве матрицы гамма-фазу.

Чистый никель не обладает аномально большим модулем упругости или малым коэффициентом диффузии, но гамма-фаза легко упрочняется для чрезвычайно жестких температур и временных ограничений. Несколько сплавов можно использовать при 0,85 Тм и в течение примерно 100 000 часов при более низких температурах. Эти условия могут быть выдержаны этими факторами:

  • Высокая устойчивость никеля к растворенным веществам без фазовой нестабильности благодаря почти заполненной d-суборбите.
  • Потенциал с включениями хрома для производства Cr2O3, следовательно, предотвращает скорость диффузии металлических элементов наружу и скорость диффузии кислорода, азота и серы внутрь.
  • Тенденция включения при высоких температурах к образованию барьеров из Al2O3, которые демонстрируют выдающуюся стойкость к дополнительному окислению.
  1. Gamma Prime – Gamma prime (Ƴ’) включает добавку алюминия и титана в процентах, необходимых для осаждения гамма-основы FCC (Ni3Al, TI), которая осаждается когерентно с аустенитной гамма-матрицей.Другие значимые элементы ниобий, тантал и хром также входят в гамма-прим. Эта фаза необходима для обеспечения высокотемпературной прочности и сопротивления ползучести.

Эта фаза представляет собой интерметаллическое соединение мягкого состава Ni3Al, стабильное в сравнительно ограниченном диапазоне составов. Он осаждается в виде сфероидальных частиц в сплавах на основе никеля, которые, как правило, имеют низкую объемную долю частиц. Кубовидные выделения были замечены в сплавах с большим содержанием алюминия и титана.Изменение морфологии связано с несоответствием матричного преципитата. Замечено, что Ƴ’ появляется в круглой форме на 0 – 0,2 % и форма становится кубической на разнице от 0,5 до 1 % и появляется как пластина на разнице более 1,25 %.

Тантал (Ta), ниобий (No) и титан (TI) являются подходящими твердорастворными отвердителями гамма-прайм при комнатной температуре, однако вольфрам (W) и молибден (Mo) являются упрочнителями при комнатной, а также при высоких температурах, с другой стороны кобальт не усиливает гамма-премирование в твердом растворе.

  1. Гамма с двойным штрихом ( Ƴ”) – В этой фазе никель и ниобий объединяются в присутствии железа с образованием объемно-центрированного тетрагонального (ОЦТ) Ni3Nb, когерентного с гамма-матрицей, включая деформации с широким несоответствием порядка 2,9 %. Эта фаза обладает высокой прочностью при температурах от низких до умеренных, однако нестабильна при температурах выше 650°C или 1200°F. Этот осадок происходит в сплавах никеля и железа.

Никель и ниобий в сочетании с доступностью железа образуют объемно-центрированный тетрагональный (БЦТ) Ni3Nb, который когерентен с гамма-матрицей, но при этом имеет значительное несоответствие около 2.9 %. Эта фаза обеспечивает большую прочность при низких и умеренных температурах, однако нестабильна при температурах выше 650°C или 1200°F. Этот осадок наблюдается в сплавах Ni-Fe.

  1. Граница зерен (Ƴ’) — Слой гамма’ вдоль границ усиления в более прочных сплавах, созданный термообработкой и служебным применением. Предполагается, что эта фаза улучшает характеристики разрыва.

Улучшение характеристик ползучести за счет номинальных включений бора и циркония является важным свойством жаропрочных сплавов на основе никеля.Повышенная ковкость и улучшенные характеристики получаются также при включении магния на 0,01-0,05%. Предполагается, что это в основном из-за серы и охрупчивающего границы зерен магния. Хотя бор и цирконий разделяются на границы зерен, потому что их большой размер не подходит для никеля. При повышенных температурах трещины в жаропрочных сплавах часто переходят по границам зерен; значение состава границ зерен очевидно.

Бор может уменьшить выделение карбида на границах зерен за счет высвобождения углерода в зернах.В конечном счете, сегрегация неподходящих атомов на границах зерен может снизить скорость диффузии по границам зерен. Этот эффект компенсируется выделением на границах зерен различных выделений, состоящих из циркония. Сопротивление ползучести значительно улучшилось, и режим разрушения изменился с межкристаллитного на транскристаллитный вязкий разрыв с соответствующим значительным увеличением пластичности.

  1. Карбиды – В этой фазе углерод, содержащийся в количестве от 0,02 до 0,2 %, взаимодействует с химически активными элементами, такими как титан, тантал, гафний и ниобий, с образованием карбидов металлов.Во время термической обработки и применения эти карбиды разлагаются и образуют другие карбиды, такие как M23C6 и M6C, которые образуются на границах зерен. Карбиды в мягких сплавах с твердым раствором производят после продления срока службы.

Суперсплавы используются в нескольких областях. Карбиды обычно осаждаются на границах зерен в сплавах на основе никеля, однако в суперсплавах на основе кобальта и железа встречаются области межзеренных участков. В сплавах на основе никеля распространены карбиды MC, M23C6 и M6C.МК часто приобретает грубую, произвольную, кубическую или рукописную структуру. Карбиды M23C6 в основном наблюдаются на границах зерен, и они появляются в виде прерывистых и глыбистых форм, однако встречаются также пластины и правильные формы. Карбид M6C также выделяется в виде блоков на границах зерен.

Карбиды

MC встречаются в структуре FCC при охлаждении жаропрочных сплавов. Они распределены по сплаву неравномерно в межкристаллитной и транскристаллитной локализациях. Установлена ​​незначительная или отсутствующая ориентационная связь с матрицей сплава.Карбиды MC являются основным источником послефазных реакций при термообработке и обработке. В таких сплавах, как Incoloy A286, карбидные слои образуются вдоль границ зерен, что снижает пластичность. Карбиды, такие как TiC и HfC, являются высокостабильными карбидными соединениями. В таких карбидах М заменен титаном или ниобием. Хотя слабореакционноспособные легирующие добавки молибден и вольфрам также могут образовывать эти карбиды.

Карбиды

M23C6 встречаются в сплавах со средним и высоким содержанием хрома.Они образуются при низкотемпературной термической обработке и применении до 980°С за счет распада карбидов МС, а также смешивающегося остаточного углерода в матрице сплава. В присутствии вольфрама или молибдена химический состав карбида M23C6 оценивается как Cr21(Mo, W)2C6, однако было замечено, что значительное количество никеля может быть заменено в карбиде. Также возможно заменить хром номинальной величиной кобальта или железа. Карбиды М23С6 оказывают значительное влияние на характеристики сплавов на основе никеля.Дискретные частицы повышают прочность на разрыв из-за предотвращения скольжения по границам зерен. Однако повреждение может произойти из-за растрескивания частиц или из-за нарушения сцепления карбидной поверхности, в нескольких сплавах была замечена ячеистая поверхность M23C6, что приводит к раннему повреждению. Его можно предотвратить соответствующей обработкой или термической обработкой.

Карбиды

М6С имеют сложную кубическую форму. Их производят при содержании молибдена или вольфрама выше 6-8% в диапазоне температур от 815 до 980°С.Общие выражения: (никель, кобальт)3Mo3C и (никель, кобальт)2W4C. Карбиды М6С получаются при замещении хрома вольфрамом или молибденом в других карбидах, противоположных прочным М23С6, химический состав может значительно различаться. Карбиды M6C постоянны при больших величинах, чем карбиды M23C6, M6C имеет большее значение на промышленном уровне в качестве выделения по границам зерен для ограничения размера зерна при обработке деформируемых сплавов.

  1. Бориды – это боридные соединения сравнительно низкой плотности, образующиеся при сегрегации бора по границам зерен.Небольшое включение бора необходимо для повышения сопротивления ползучести никелевых жаропрочных сплавов. Бориды жесткие и блочные, которые встречаются на границах зерен. В жаропрочных сплавах они проявляются как М3В3, имеющие тетрагональную форму.
  2. Топологически плотно упакованные (TCP) фазы, которые представляют собой пластинчатые или игольчатые фазы, такие как сигма (σ) и микро (µ), которые могут образовываться для некоторых составов и определенных условий. Это приводит к уменьшению длины трещин и пластичности.

Термическая обработка

Кованые никелевые сплавы обрабатываются раствором для растворения всего гамма-преобразования и карбидных частиц.Стандартные температуры обработки раствора варьируются от 1050°C до 1200°C, и другая обработка раствора может выполняться при более низком пределе. При закалке на воздухе от температуры обработки раствора может образоваться небольшое количество основных фаз гамма-излучения. Старение делается для того, чтобы огрубить и осадить гамма-прим. Последующая обработка старением включает первоначальную обработку от 850°C до 1100°C в течение 24 часов, а затем проводится старение на нижнем пределе до 760°C в течение 16 часов для полного осаждения основной гамма-фазы. Гамма-прейм, созданный на втором этапе старения, повышает прочность на растяжение и устойчивость к растрескиванию.Отжиг на раствор и старение проводят после закалки на воздухе.

Подача карбида ограничена термической обработкой. Улучшения в процедуре первичного гамма-нагрева обычно необходимы для предотвращения проблем с карбидными слоями на границах зерен. Следовательно, более низкая температура обработки раствора около 1075°C используется для сохранения мелкозернистой обработанной структуры с хорошо распределенным M6C.

Никелевые сплавы на основе железа

армированы гранецентрированной кубической структурой гамма-штрих, как Incoloy A286 .Эти сплавы содержат гамма-премиум, обогащенный титаном, и следует соблюдать осторожность, чтобы предотвратить чрезвычайно высокое отношение титана к алюминию, которое вызывает замену ГЦК-гамма-прим на гексагональную плотноупакованную ГПУ-гамму (Ni3Ti), которая не является эффективным упрочнителем. Inconel X750 состоит примерно на 40% из никеля и большого количества элементов, упрочняющих твердый раствор и образующих осадок.

Inconel 718 является самым прочным и широко используемым суперсплавом, однако он быстро теряет прочность в диапазоне температур от 650°C до 815°C.Это связано с высокой непригодностью решетки, связанной с выделением гамма-двойного штриха в аустенитной матрице.

Использование суперсплавов никеля в химической промышленности

Производство новых химических соединений и процессов привело к увеличению спроса на материалы, обладающие высокими механическими и металлургическими характеристиками и выдающейся коррозионной стойкостью в суровых условиях. Разнообразие сплавов с высокой коррозионной стойкостью, содержащих никель, хром и молибден, было разработано для предотвращения коррозии в интенсивных условиях, возникающих в химической, нефтегазовой, морской и очистной отраслях.

Сплав

Inconel 625 и Hastelloy C276 обеспечивают исключительную коррозионную стойкость материалов, используемых в таких установках. Сложный спрос, возникший в результате производства новых химикатов и усовершенствованных процессов, был удовлетворен за счет разработки сплава Hastelloy C2000, который обеспечивает высокую устойчивость к коррозии и является продуктом гарантированной чистоты для использования во многих условиях, когда невозможно использовать нержавеющую сталь и другие сплавы. Он предлагает такие преимущества, как улучшенная функциональность по стоимости жизненного цикла, повышенная надежность, сокращение затрат на техническое обслуживание и время простоя.

Значительные добавки никеля, хрома, молибдена и других элементов требуются для ряда применений, требующих высокой коррозионной стойкости. Хром обеспечивает устойчивость к окислительным условиям, а молибден повышает устойчивость к восстановительным условиям. Смесь хрома и молибдена повышает устойчивость к локальной коррозии, такой как точечная и щелевая коррозия. Включения вольфрама также могут дополнительно повысить стойкость к локальной коррозии. Однако никель обладает устойчивостью к щелочным и мягким восстановительным условиям, его главное преимущество в сплавах, содержащих большое количество хрома и молибдена, заключается в сохранении стабильной аустенитной однофазной структуры.Это важно для получения требуемой коррозионной стойкости в сплаве, который можно изготовить и изготовить по более низкой цене.

Коррозионная стойкость в морской среде

Низкотемпературный

Коррозионная стойкость сплавов Ni-Cr-Mo очень высока в условиях движущейся и статической морской воды. Сплавы с высоким содержанием никеля обеспечивают выдающуюся стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением в воде, содержащей хлориды, которые в противном случае могут повредить низколегированную нержавеющую сталь серии 300.

Никелевые сплавы с числом PREN выше 40 обладают высокой устойчивостью к щелевой коррозии в морской воде. Хотя в чрезвычайно жестких щелевых условиях, таких как пластинчатые теплообменники с охлаждением морской водой, которые обеспечивают интенсивное воздействие на щели, необходимы высоколегированные сплавы, такие как Hastelloy C276. С другой стороны, в менее интенсивных щелевых средах Inconel 625 и Hastelloy C276 обеспечивают эффективную работу в морской воде.

Инконель 625, имеющий PREN выше 40, обычно используется в качестве деформируемого и наплавленного металла для предотвращения морской коррозии.Он широко используется в качестве наплавки на материалы из углеродистой стали для эффективного повышения коррозионной стойкости. С другой стороны, высоколегированные сварные швы с более высокими значениями PREN также широко используются в высокоинтенсивных условиях морской воды.

Высокая температура

Были проведены испытания для определения работоспособности сплавов в природной морской воде при повышенной температуре (60 oC) в течение 60 дней в слегка статических условиях. Тестируемая среда была хлорирована свободным хлором с концентрацией 1-2 ppm для создания условий применения, которые имеют место на морских нефтегазовых промышленных морских станциях.Результаты показали, что Hastelloy C276 изолирован от щелевой коррозии в этих средах.

Аэрокосмическая промышленность

Развитие аэрокосмической и авиационной промышленности сделало упор на проектирование инженерной архитектуры будущего в современном глобализированном мире, важной частью которого являются технологии. Роль суперсплавов в аэрокосмической и оборонной промышленности нельзя недооценивать, поскольку они обладают выдающейся стойкостью к коррозии и окислению, а также высокой прочностью и большим сопротивлением ползучести при высоких температурах.Их можно использовать при одинаковых температурах 0,6 Tm, сохраняя при этом свою способность выдерживать интенсивные механические нагрузки, а также деформации в окислительных условиях. Суперсплавы на основе никеля обладают отличными характеристиками материала, такими как механическая прочность при повышенных температурах, твердость, устойчивость к растрескиванию в окислительных и коррозионных условиях. Они используются не только в аэрокосмической промышленности, но и в морской, автомобильной, нефтехимической и атомной промышленности.

Инконель 718 представляет собой суперсплав на основе никеля, дисперсионно-твердеющий материал с ниобием в качестве основного упрочняющего элемента. Он широко используется в аэрокосмической промышленности при повышенных температурах.Сплав 718 используется в газотурбинных двигателях, в реактивных двигателях силовых установок перспективных гражданских и военных самолетов. Впуск посылает воздух в двигатель. Компрессор расположен на краю впускного отверстия. Для создания тяги необходимо сжать воздух перед добавлением топлива. На следующем рисунке показана конструкция реактивного двигателя.

 

Усовершенствованные газовые турбины изготавливаются с использованием самых современных и сложных технологий во всех факторах. Строительные элементы также не являются исключением из-за их эксплуатации в чрезвычайно тяжелых условиях.Наиболее сложным аспектом является вход в турбину, поскольку с ним связано несколько факторов, таких как очень высокая температура, большое давление, высокая скорость вращения, вибрация, небольшая площадь циркуляции и т. д. Эти сложные факторы влияют на компоненты газотурбинных двигателей. Чтобы преодолеть влияние таких факторов, газотурбинные двигатели конструируют с использованием современных жаропрочных сплавов, получаемых с добавлением основных легирующих элементов.

Суперсплавы были произведены для эксплуатации при повышенных температурах, включая металлы на основе железа, кобальта и никеля, однако в последнее время чаще используются сплавы на основе никеля.Они широко используются в авиационных и энергетических турбинах, аэрокосмических двигателях и других сложных условиях, таких как химические заводы и атомная промышленность. Авиационная газовая турбина привела к открытию суперсплавов в 1940 году, когда традиционных материалов было недостаточно для удовлетворения потребностей турбин.

В основном суперсплавы используются в компонентах турбин, реактивных двигателей, дисков, лопаток и лопастей. Inconel 718, изготовленный традиционным методом литья заготовок и кованых дисков, использовался для изготовления дисков.Он производился из аустенитных сталей, поэтому до сих пор используется и в промышленных турбинах. Основной причиной популярности этого сплава является его легкая свариваемость. Это дисперсионно-твердеющий сплав со значительным содержанием железа, ниобия и молибдена. Также включены номинальные величины алюминия и титана. Сплав 718 обладает отличной коррозионной стойкостью и отличными механическими характеристиками при высокой свариваемости. Он используется в компонентах газотурбинных двигателей, аэрокосмических двигателях, лопатках турбин, экструзионных головках и контейнерах.

Превосходная коррозионная стойкость сплава 718 обеспечивается наличием легирующих элементов никеля и хрома. Они кристаллизуются в виде гамма-фазы. Ниобий включается для получения отвердевающих выделений гамма-дабл-прайм. Титан и алюминий включаются в осадок в виде первичной гамма-формы интерметаллида. Углерод включается для осаждения в виде карбидов МС. Молибден также играет важную роль в повышении механической прочности за счет закалки на твердый раствор. Сплав 718 обладает превосходной стойкостью к межкристаллитной коррозии.

Суперсплавы на основе никеля

представляют собой эксклюзивную серию металлических материалов, предлагающих отличное сочетание прочности при повышенных температурах, твердости и устойчивости к растрескиванию в коррозионных и окислительных условиях. Диапазон применения суперсплавов расширился до нескольких других областей, таких как газовые турбины воздушного и наземного базирования, ракетные двигатели, химические установки, установки по переработке нефти и установки по борьбе с загрязнением. Функциональность промышленных газотурбинных двигателей в значительной степени зависит от среды применения.

Aufhauser – сплавы на основе никеля

NickelAlloy 182
(ENiCrFe-3)
Электрод с покрытием
Инконель сплавы 600 и 601 и Incoloy 800 между собой и к углеродистым и нержавеющим сталям. Наложение на сталь.

номинальный состав металла шва, наплавленного электродами этого класса 65 Ni, 15 Cr, 8 Fe, 7,5 Mn, 2 Nb плюс Та. Электроды этой классификации используются для сварки сплавов Ni-Cr-Fe, для сварки плакированных стороны стыков на стали, плакированной сплавом Ni-Cr-Fe, и для наплавки стали наплавленным металлом Ni-Cr-Fe, когда сравнительно высокое содержание марганца не вредный.Электрод может использоваться для приложений при температурах от криогенных до примерно 900°F. Типичные характеристики основного металла Ni-Cr-Fe являются ASTM B163, B166, B167 и B168, все из которых имеют УНС N06600.

Эти электроды также могут использоваться для сварки стали с другими сплавы на основе никеля.Допускается меньше трещин испытание на изгиб для этого металла шва, чем для металла шва классификаций ENiCrFe-1 и ENiCrFe-2. Электроды через размер 1/8″ можно сваривать во всех положениях; большего размера используются только в горизонтальном и плоские положения.

Никелевый сплав 82
(ЭРНиХр-3)
МИГ/ТИГ
Умеренный ползучий сервис.сплав инконель 600 и 601 и инколой 800 на себя и на углеродистую и нержавеющую сталь. Наплавка на сталь.

номинальный состав металла шва данной классификации 72 Ni, 20 Cr, 3 Mn, 2,5 Nb плюс Ta. Присадочный металл этого класса используется для сварки сплава Ni-Cr-Fe (ASTM B163, B166, B167 и B168, все из которых имеют UNS N06600) к себе, для плакированной стороны соединений в плакированной стали сплавом Ni-Cr-Fe, для наплавки стали сплавом Ni-Cr-Fe наплавленный металл, для разнородной сварки на основе никеля сплавов, а также для соединения стали со сплавами на основе никеля с использованием процессов GTAW, GMAW, SAW и PAW.

Никелевый сплав 92
(ERNICrFe-6)
MIG/TIG
Инконель и сплавы Incoloy с нержавеющими и углеродистыми сталями и сплавы монеля. Сплавы монеля и никеля 200 до нержавеющей стали стали, от нержавеющей стали до углеродистой стали.

номинальный состав металла шва данной классификации 71 Ni, 16 Cr, 6 Fe, 3 Ti, 2,5 Mn. Присадочный металл этого класса используется для плакирования стали с Ni-Cr-Fe наплавленный металл и для соединения стали со сплавами на основе никеля с использованием процессов GTAW, GMAW, SAW и PAW. Сварка металл упрочняется при термообработке.

Никелевый сплав 152
(ENiCrFe-7)
Электрод с покрытием
Инконель сплав 690 и наплавка на сталь, особенно для ядерные применения.

номинальный состав металла шва, наплавленного электродами этого класса 55 Ni, 29 Cr, 9.5 Fe, 3 Mn, 1,5 Nb плюс Та. Электроды этого класса используются для сварки сплав Ni-Cr-Fe UNS N06690. Типичные характеристики для основного металла Ni-Cr-Fe: ASTM B166, B167 и Б168. Электроды также можно использовать для сварки. сплавов Ni-Cr-Fe со сталями и нержавеющими сталями, и для коррозионностойких накладок на сталь.

Никелевый сплав 52
(ERNICrFe-7)
MIG/TIG
Инконель сплав 690 и наплавка на сталь. Специально для ядерные применения.

номинальный состав металла шва этого класса 60 Ni, 29 Cr, 9 Fe.Присадочный металл этого класса используется для сварки сплава Ni-Cr-Fe (ASTM B166, B167 и B168, имеющий UNS N06690) к самому себе, к стали, к наплавке на сталях, а также для сварки сталей, плакированных Ni-Cr-Fe. сплавов с использованием процессов GTAW, GMAW, SAW и PAW.

Никелевый сплав 601
(ERNICrFe-11)
MIG/TIG
Инконель сплав 601.

номинальный состав металла шва этого класса 61 Ni, 23 Cr, 14 Fe, 1,4 Al. Присадочный металл этого используется для сварки сплава Ni-Cr-Fe-Al (ASTM B166, B167, B168, имеющие UNS N06601) к себе и к другим высокотемпературным составам с использованием GTAW обработать.Он используется для тяжелых приложений, где температура воздействия может превышать 2100°F.

Никелевый сплав 72
(ЭРНиХр-4)
МИГ/ТИГ
Инконель сплавы 671 и 690, наплавка.

номинальный состав металла шва этого класса 55 Ni, 44 Кр. Присадочный металл этого класса используется для GTAW сплава никель/хром 50/50, покрытие никель/хром сплав на трубу Ni-Fe-Cr и ремонт литья. То присадочный металл устойчив к высокотемпературной коррозии, включая коррозию золы топлива в атмосфере, содержащей сера и ванадий.

Никелевый сплав 80/20

Используется для сплавов электрического сопротивления Brightray, Inconel сплав 600, сплав Incoloy DS и сплав Nimonic от 75 до себе и друг другу.

Щелевая коррозия сплавов на основе никеля, используемых в качестве инженерных барьеров геологических хранилищ

Щелевая коррозия представляет собой особый вид локальной коррозии, возникающей на поверхностях металлических материалов, окклюзированных из объемного раствора.Сплавы на основе никеля склонны к щелевой коррозии, вызванной хлоридами, и с электрохимической точки зрения этот тип коррозии, по существу, аналогичен точечной коррозии. 22 Разница между вызванной хлоридами точечной и щелевой коррозией только геометрическая. Оба явления происходят в результате локального процесса подкисления, вызванного гидролизом растворенных катионов металлов с последующей миграцией анионов в полость. 12 Локальная коррозия стабилизируется, когда произведение пути диффузии ( x ) и плотности анодного тока металла в локальном растворе (i) превышает критическое значение (CRIT), как указано в уравнении.1. 23 Этот критерий, основанный на продукте стабильности ( x · i ), конечно же, действителен как для точечной, так и для щелевой коррозии. Поскольку диффузионный путь щели намного больше, чем путь ямки, щелевая коррозия стабилизируется при более низкой плотности анодного тока, чем точечная коррозия, что, в свою очередь, означает стабилизацию при более низком потенциале. Щелевая коррозия стабилизируется при значительно более низком потенциале, чем питтинговая коррозия, в зависимости от наклона анодного Тафеля сплава в локальном подкисленном растворе или, в более общем случае, в зависимости от его плотности анодного тока по сравнению с питтинговой коррозией.потенциальные отношения. 12

$$x \cdot i > {\left( {x \cdot i} \right)_{CRIT}}$$

(1)

Сплав-22 невосприимчив к точечной коррозии в предполагаемой среде хранилища Юкка-Маунтин, 5 , тогда как, например, сплав 825 (бывший материал-кандидат YMP) подвержен точечной коррозии в аналогичных условиях. 24, 25 Невосприимчивость к точечной коррозии сплава 22 является результатом ограничения плотности его анодного тока в локально подкисленном растворе до 20 мА/см 2 , как показано на рис.1. 26 Такой низкой плотности тока недостаточно для стабилизации точечной коррозии при любом потенциале. Напротив, плотность анодного тока сплава 825 в имитируемом растворе щели/ямки достигает значительно более высоких значений, что позволяет стабилизировать питтинговую коррозию (рис. 2). 24 Точечная коррозия сплава 22 происходит только в очень концентрированных хлоридных растворах при температуре, близкой к температуре кипения. 27

Рис. 1

Плотность тока щелевой коррозии в зависимости от приложенного потенциала для сплава 22 при pH 2, 1 моль/л NaCl, при 90 °C.Воспроизведено с разрешения исх. 26, NACE International, Хьюстон, Техас. Все права защищены. © NACE International 2010

Рис. 2

Поляризационная кривая сплава 825 в растворе, моделирующем щель/ямку с pH 0,06, при 95 °C. Воспроизведено с разрешения исх. 24, NACE International, Хьюстон, Техас. Все права защищены. © NACE International 1993

Одной из основных проблем, связанных с характеристиками сплава 22 в хранилище Юкка-Маунтин, была его устойчивость к щелевой коррозии. 5, 28 Требуемый срок службы контейнера 10 000 лет. Следовательно, этой теме было посвящено значительное количество исследований, которые привели к общему улучшению наших знаний о щелевой коррозии. 4, 5, 28,29,30 Факторы (переменные), влияющие на стойкость к щелевой коррозии или восприимчивость сплавов на основе никеля в ожидаемых условиях хранилища, были изучены достаточно подробно. 31 Они классифицируются на:

  • Экологические (внешние) переменные, которые определяются особенностями измененной среды, окружающей контейнер.Модифицированная среда включает в себя систему подземных вод, естественные барьеры, выбранную засыпку и другие инженерные барьеры. Типичные переменные: концентрация хлорида ([Cl ]), температура (T), потенциал (E), концентрация ингибиторов ([Inh]), концентрация кислорода ([O 2 ]), протонная активность (pH), микробная активность, объем электролита (объемные растворы в сравнении с тонкими пленками), геометрия щелевого формирователя (герметичность щели), тип щелевого материала, мусор или отложения, поле излучения и т. д.

  • Металлургические (внутренние) переменные, которые определяются химическим составом, микроструктурой, обработкой и отделкой материала. На эти переменные влияют процессы изготовления контейнеров, условия хранения и транспортировки к месту хранения. Типичные переменные: тип процесса прокатного отжига (светлый или черный отжиг), наличие сварного шва с литой или дендритной микроструктурой и зоной термического влияния (ЗТВ), послесварочные обработки, отделка металла (шероховатость и дефекты), термическое старение (температура и время воздействия), высокотемпературные или аэродинамические оксиды и т.д.

Стойкость сплавов на основе никеля к локальной коррозии обычно оценивается по эквиваленту сопротивления точечной коррозии (PRE), который определяется в уравнении. 2, в зависимости от массовых процентов Cr, Mo и W. 16,17,18 Стойкость к щелевой коррозии сплавов Ni–Cr–Mo и Ni–Cr–Fe обычно увеличивается с PRE, хотя есть несколько примеров изменения рейтинга сплава в зависимости от условий внешней среды. 32 Несмотря на некоторую критику в отношении использования PRE, он широко используется в качестве приблизительного показателя локальной коррозионной стойкости сплавов на основе никеля и нержавеющих сталей. 33 В Таблице 1 приведены значения PRE для выбранных сплавов.

$$PRE = вес.\,\% Cr + 3,3\,\слева( {вес.\,\% Mo + 0,5\,вес.\,\% W} \справа)$$

(2)

Критерий возникновения щелевой коррозии

Предполагается, что щелевая коррозия возникает только при превышении критического потенциала ( E КРИТ ). 5 Критерий возникновения щелевой коррозии, выбранный YMP, заключается в том, что открытая цепь или коррозионный потенциал ( E CORR ) должен быть выше E CRIT , как указано в формуле.3. 4, 5 Если можно предвидеть изменение условий окружающей среды в хранилище с течением времени и известны металлургические условия сплава, то можно применить критерии уравнения. 3. YMP провела значительное количество исследований, чтобы определить E . КОРР и E CRIT для сплава 22 в соответствующих условиях окружающей среды и металлургии, в испытательной лаборатории для долгосрочных испытаний на коррозию в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса. 28 Предполагаемая среда, контактирующая с контейнерами для отходов на площадке Юкка-Маунтин, представляет собой полиионные растворы с естественной аэрацией, которые могут концентрироваться путем испарения за счет тепла, выделяемого радиоактивными отходами. 5, 28

$${E_{CORR}} > {E_{CRIT}}$$

(3)

Э CRIT был определен как потенциал репассивации щелевой коррозии ( E Р, CREV ). 5 Обширные испытания сплава 22 привели к значительным улучшениям в методах и экспериментальных установках, используемых для определения E Р,КРЕВ . Э R,CREV первоначально был получен в результате испытаний на циклическую потенциодинамическую поляризацию (CPP) с использованием образцов с искусственными щелями. 34,35,36 Однако было отмечено, что метод CPP помещает сплавы Ni–Cr–Mo в транспассивную область потенциалов, где хроматы и, возможно, молибдаты (оба локализованных ингибитора коррозии) высвобождаются в испытательный раствор. 37 Следовательно, были применены другие методы испытаний, в которых транспассивность избегалась путем ограничения максимального приложенного потенциала или плотности тока. Наиболее актуальным из этих методов является электрохимический (ЭХ) метод Цудзикавы-Хисаматсу и его модификация, потенциодинамический-гальваностатический-потенциодинамический (ПД-ГС-ПД) метод. 37, 38 В агрессивных средах (высоких [Cl ] и T ) легко возникает щелевая коррозия, и полученный E R,CREV – то же самое, вне зависимости от методики испытаний.Однако в менее агрессивных условиях щелевую коррозию инициировать труднее, и полученное значение E R,CREV может существенно отличаться от одного метода к другому. 35, 37,38,39 Даже вариации выбранных параметров одной методики (приложенная плотность тока, время поляризации и т.д.) могут привести к различным результатам. Был сделан вывод, что те методы, которые способны вызвать инициирование щелевой коррозии, но с ограниченным распространением, дают наиболее консервативные значения E R,CREV .В связи с этим была рекомендована методика ПД-ГС-ПД, поскольку она дает консервативные результаты за относительно короткое время тестирования. 37, 39 Другим недостатком классической технологии CPP является широкое распространение вызываемой ею щелевой коррозии. 39 Было обнаружено, что щелевое устройство так же важно, как и выбранный метод определения E Р,КРЕВ . 37 Эта тема будет обсуждаться позже вместе с металлургическими переменными.

Параметры окружающей среды

Концентрация хлоридов и температура

Щелевая коррозия сплавов Ni–Cr–Mo проявляется в виде блестящей кристаллической области под формирующими щели или непосредственно рядом с ними, в зависимости от метода испытания и окружающей среды. 31 Пока [Cl ] и T увеличиваются, корродированные участки с трещинами перемещаются к устью трещины, а для очень концентрированных растворов хлорида (от 5 до 10 моль/л) разрушение происходит рядом с трещинами. 17, 31, 40 Зерна сплава и даже плоскости кристаллов можно различить с помощью растровой электронной микроскопии (СЭМ). В некоторых термически состаренных материалах коррозия проявляется в виде межкристаллитной коррозии. 40 Однако этот тип повреждения может также проявляться на случайных границах зерен в полностью солюбилизированных материалах. 41 Тройные точки показывают предпочтительную атаку. 41 Продукты коррозии, обогащенные молибденом и вольфрамом, обычно наблюдаются на участках коррозии с трещинами, особенно в разбавленных растворах хлоридов. 19, 26, 42 Эти продукты коррозии включают полимерные молибдены, которые ответственны за перенос воздействия на соседние участки, вызывая неглубокую коррозию. 42 В этих активных щелях скапливается подкисленный и концентрированный раствор хлорида. Фактически, сплавы Ni–Cr–Mo без щелей, корродирующие в горячей соляной кислоте (HCl), проявляют те же формы коррозии (кристаллическая и межкристаллитная коррозия). 43

Подземные воды представляют собой многоионные растворы, которые, как ожидается, будут концентрироваться в результате испарения, уступая место концентрированным рассолам. 5 Растворяющиеся соли могут существовать даже при температурах, значительно превышающих температуру кипения воды (~155 °C). 7, 27, 28, 44 Хлор, присутствующий в этих рассолах, является основным вредным веществом, вызывающим щелевую коррозию. Щелевая коррозия происходит выше критической щелевой температуры (CCT), и ее трудно инициировать в сплавах Ni-Cr-Mo, если [Cl ] низкий. 30 Вообще, E R,CREV уменьшается с увеличением [Cl ] логарифмически и уменьшается линейно с увеличением T .Уравнение 4 описывает E R,CREV в зависимости от [Cl ] и T для сплавов 625, 22, C-22HS и HYBRID-BC1. Значение констант C 1 , С 2 , С 3 и С 4 зависит от каждого сплава. 17, 29 Насыщенность E R,CREV возникает при температуре выше определенной критической.В таких условиях E R,CREV достигает минимального значения, то есть E КОРР сплава в подкисленном щелевом растворе. Чем устойчивее сплав к щелевой коррозии, тем выше температура насыщения. 17 На рис. 3 показан E R,CREV для сплава 22 в зависимости от [Cl ] и T .- }} \right]{\rm{ + }}{C_3}T{\rm{ + }}{C_4}$$

(4)

Рис. 3

Потенциал репассивации щелевой коррозии сплава 22 в зависимости от концентрации хлорида и температуры (данные из ссылки 17)

Температура на поверхности контейнеров после закрытия могильника повысится за счет тепла, выделяющегося при радиоактивном распаде. Ожидается, что после достижения пика от 160 до 180 °C температура в хранилище Юкка-Маунтин будет медленно снижаться. 4 Существует вероятность того, что щелевая коррозия, начавшаяся при определенной температуре, может распространяться при более низких температурах ниже соответствующих E Р,КРЕВ . Исследования в этом отношении до сих пор показывают, что условия безопасной эксплуатации на основе E R,CREV можно считать консервативным. 45 Следовательно, повторная пассивация сплава при медленном охлаждении может быть приблизительно предсказана по уравнению.4.

Потенциал

Э КОРР сплава 22 в полиионных растворах значительно возрастает со временем, пока не достигнет стационарного состояния. 28, 46 Наблюдалось, что этот процесс происходит независимо от металлургического состояния сплава и называется пассивным облагораживанием. 7, 47 Основной катодной реакцией, ожидаемой в ненасыщенном хранилище, является восстановление кислорода. 48 Пероксиды могут быть получены путем радиолиза воды с добавлением других окислителей. Радиолиз воды можно предотвратить или свести к минимуму, если использовать толстостенный контейнер или внутренний экранирующий контейнер. 11 В конструкции YMP внутренняя оболочка из нержавеющей стали типа 316 (UNS S31600) обеспечивает защиту от излучения и механическую целостность. 4

Как указано выше, щелевая коррозия может возникнуть, если E КОРР сплава увеличивается выше своего Е R,CREV в условиях эксплуатации. 5 Однако E КОРР.  >  E R,CREV не обязательно приводит к возникновению щелевой коррозии. Произведение стабильности (уравнение 1) выполняется при E  >  E R,CREV только в том случае, если на поверхности сплава образовалась плотная щель. Трещины в процессе эксплуатации могут создавать широкий диапазон путей диффузии. Потенциальные диапазоны различной восприимчивости к щелевой коррозии могут быть установлены на основе значения плотности анодного тока в подкисленном щелевом растворе. 26 Пока i увеличивается, щелевая коррозия стабилизируется для более низких значений x (менее плотные или менее требовательные щели). На рис. 1 показано сравнение i и E для сплава 22 с щелевой коррозией в 1 моль/л NaCl при 90 °C. Ожидается низкая, но возрастающая восприимчивость к щелевой коррозии в потенциальном диапазоне от до . R,CREV до 0,25 В SCE , что показывает увеличение i с увеличением E .Высокая и постоянная восприимчивость к щелевой коррозии ожидается при E  > 0,25 V SCE , поскольку i остается почти постоянной при самом высоком значении (рис. 1). 26

Ингибиторы щелевой коррозии

Подземные воды содержат большое разнообразие видов и могут быть загрязнены другими видами во время строительства могильника. 49,50,51 Существует значительное количество исследований по влиянию этих частиц в качестве потенциальных анодных ингибиторов хлорид-индуцированной щелевой коррозии сплава 22. 29, 34, 36, 38, 44, 50, 52, 53, 54, 55, 56 С другой стороны, практически нет исследований о влиянии тех же соединений в качестве катодных ингибиторов. 57 Анионы, обычно встречающиеся в горах, включают сульфат (так 4 2- 2- ), карбонат / бикарбонат (CO 3 2- / HCO 3 ), фторид (F ) и нитрат (NO 3 ). Все они действуют как ингибиторы щелевой коррозии с разной эффективностью. 29, 34, 36, 38, 44, 50, 52 Органические кислоты, такие как лимонная, уксусная и щавелевая, могут возникать из-за микробной активности. 53, 54 силикат (SIO 3 2- 2- ), хромат (CRO 4 2- ), молибдат (MoO 4 2- ), вольфрат (WO 4 2- ), фосфат (PO 4 3–) также были протестированы в основном для понимания механизмов ингибирования. 52, 55, 56 Е R,CREV из сплава 22 не зависит от рН раствора в широком диапазоне значений рН. 26, 51 Полное ингибирование щелевой коррозии происходит при pH ≥ 12,5 при любой концентрации хлорида. 55 Такое высокое значение pH не ожидается в концентрированных подземных водах горы Юкка. 4 Однако проекты хранилищ, включающие цементную засыпку, обеспечивают среду с pH ≈ 13 на поверхности контейнера для отходов. 8

Отношение концентрации ингибитора к концентрации хлорида ( R ) является параметром, обычно используемым для изучения эффективности ингибиторов (ур.5). 49 Полное подавление щелевой коррозии достигается при R  =  R CRIT , когда уравнение. 1 не может быть удовлетворено ни при каком потенциале. Для R  <  R CRIT , некоторые ингибиторы способны давать увеличение E R,CREV по формуле. 6, где А и В — константы. 52 На рис. 4 показана диаграмма, показывающая диапазоны восприимчивости к щелевой коррозии и защиты для сплава на основе никеля в растворе хлорида и ингибитора.На рис. 5 показан R . CRIT в зависимости от [Cl ] для сплава 22, подвергнутого прокатному отжигу, испытанному различными методами при 90 °C. 49 Р CRIT остается постоянным или демонстрирует небольшое увеличение при увеличении [Cl ] за исключением гидроксила (OH ). Даже кажущиеся вредными вещества, такие как фториды и органические кислоты, действуют как ингибиторы щелевой коррозии, хотя их R CRIT большие.- }]$$

(5)

$${{\rm{E}}_{{\hbox{R,CREV}}}}{\rm{ = A + B}}\,{\rm{log}}\,\left( {\ rm{R}} \right)$$

(6)

Рис. 4

Диапазоны подверженности щелевой коррозии и защиты для сплава Ni–Cr–Mo в растворе хлорида с ингибитором. Перепечатано из исх. 52 с разрешения Elsevier

Рис.5

Критическое отношение концентрации ингибитора к концентрации хлорида для различных ингибиторов в зависимости от концентрации хлорида для сплава 22, подвергнутого прокатному отжигу, при 90 °C. Воспроизведено из исх. 49 с разрешения, авторское право De Gruyter

, 2012 г.

Ингибиторы модифицируют анодное поведение сплава 22 в щелевом растворе, таким образом препятствуя локальному развитию критической химии. 49, 50 Они могут действовать (1) путем увеличения E CORR в щелевом растворе, (2) за счет увеличения значения ( x · i ) CRIT и/или (3) за счет увеличения сопротивления солевой пленки, локально образованной на поверхности сплава. 49

Нитраты выделяются среди ингибиторов подземных вод из-за их высокой концентрации в подземных водах горы Юкка и замечательной ингибирующей эффективности. 28, 29, 34, 44, 52, 58, 59 Нитрат-шоу R CRIT значения от 0,1 до 0,5 для сплава 22 в различных условиях испытаний. Сульфат и карбонат, например, показывают R CRIT значения от 1 до 2 в аналогичных условиях тестирования. 52, 60 Фосфаты являются таким же эффективным ингибитором, как и нитраты, но обычно не встречаются в подземных водах. 56 Прогнозы ингибирования щелевой коррозии на основе R не оправдались, поскольку бактерии и грибы могут восстанавливать или ассимилировать анионы, такие как нитраты и сульфаты, изменяя относительную концентрацию анионов. 61

Металлургические переменные

Состояние поверхности контейнера и геометрия щелей

Обработка поверхности контейнеров для отходов повлияет на геометрию потенциальных щелей.Шероховатость и дефекты поверхности вместе с мусором и отложениями будут определять геометрические характеристики щелей. Классическая двухмерная концепция расщелины определяется ее длиной и зазором (ротовым отверстием). 62, 63 Однако трещины в процессе эксплуатации, скорее всего, будут взаимосвязанными микрощелями. Предпочтительным образцом для испытаний на щелевую коррозию является призма или множество щелей. 28, 34, 37, 38, 44 Этот образец содержит отверстие, через которое система болтов и гаек регулирует пару керамических щелеобразователей на поверхности сплава.Щелевые формирователи предварительно обматываются лентой из ПТФЭ толщиной 70 мкм. Эта толстая лента из ПТФЭ заполняет зазоры между керамическим формирователем щелей и сплавом, образуя крошечные микрощели. В таких условиях испытаний E R,CREV не зависит от шероховатости поверхности образца. 37 С другой стороны, твердые щелевые наполнители из ПТФЭ и керамические наполнители, не обмотанные лентой из ПТФЭ, приводят к плохой воспроизводимости результатов или отсутствию возникновения щелевой коррозии для сплава 22. 26, 37 Шероховатость поверхности образца и наполнителя щелей становится существенной, если наполнители щелей не обмотаны тефлоновой лентой. В этих случаях возникновение щелевой коррозии тем легче, чем ровнее поверхность. 64 Прикладываемый крутящий момент выше 2 Н·м необходим для обеспечения хорошей воспроизводимости испытаний с использованием керамических щелевых шпателей, покрытых ПТФЭ. 37 Твердые полимерные заполнители щелей обычно затягивают до 0,35 Н·м во избежание чрезмерной деформации. 30

Термическое старение

На рис. 6 показана диаграмма превращения время-температура для сплава 22 (основной металл).Влияние различных обработок термическим старением на подверженность сплавов Ni–Cr–Mo щелевой коррозии было изучено достаточно подробно, особенно для сплава 22. 30, 40, 65, 66 сплавы Ni–Cr–Mo. 15 Термическое старение в течение до 40 000 ч при температурах ниже 427 °C не влияет на механические или коррозионные свойства сплавов Ni–Cr–Mo. 67 Выше 427 °C протекает реакция дальнего упорядочения (LRO) с образованием упорядоченной фазы Ni 2 (Cr,Mo). 68 Превращение LRO происходит медленно для сплава 22, но быстрее для сплава C-22HS, который может быть подвергнут дисперсионному твердению для удвоения его предела текучести путем двухэтапной термообработки за 48 часов. 69 Гомогенное выделение этой упорядоченной фазы не влияет на восприимчивость сплавов Ni–Cr–Mo к локальной коррозии. 70 Топологически плотноупакованные (TCP) фазы, такие как μ, σ и P, выпадают в осадок при более высоких температурах. 68, 71, 72 Выделение ТПУ-фаз начинается на границах зерен выше 593 °С для сплава 22.Этот процесс может привести к сенсибилизации сплава к межкристаллитной коррозии, так как фазы TCP богаты Mo и/или Cr, а соседние зоны обеднены этими легирующими элементами. 68, 71, 72 Сенсибилизация карбидными выделениями в современных сплавах Ni–Cr–Mo не наблюдается. 72 Стареющий сплав C-22HS немного менее устойчив к щелевой коррозии, чем полностью солюбилизированный материал, но он так же устойчив, как сплав 22, отожженный в мельнице. на щелевую коррозионную стойкость сплава 22.Некоторые авторы сообщают о вредном эффекте, 30, 65 , в то время как другие сообщают о незначительном эффекте. 28, 40, 51, 66 Эти явно противоречащие друг другу исследования основаны на различных методах испытаний и материалах для образования щелей (твердый ПТФЭ против керамики, обернутой ПТФЭ). Геометрия щелей может быть основной причиной сообщаемых различий. Чем теснее щель, тем ниже плотность тока, необходимая для стабилизации щелевой коррозии. Можно предположить, что анодный отклик солюбилизированного и термически состаренного материала одинаков при низких плотностях тока (керамические щелевые наполнители, покрытые ПТФЭ) 28, 40, 51, 66 , но различаются при высоких плотностях тока (твердые ПТФЭ щелевые наполнители). 30, 65

Рис. 6

Диаграмма изотермического превращения время-температура для сплава 22. Адаптировано из исх. 4, Министерство энергетики 2001

Процессы изготовления контейнеров

Процессы изготовления контейнера для отходов YMP включают продольную сварку горячекатаных цилиндров из сплава 22. Несколько цилиндров сварены вместе по окружности для достижения требуемой длины контейнера. Затем к цилиндру приваривается нижняя крышка.Выбранный сварочный процесс представляет собой дуговую сварку вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) с использованием присадочного материала из сплава 622 (AWS A5.14 ERNiCrMo-10). После сварочных работ проводят отжиг на твердый раствор при 1150 °С с последующей закалкой в ​​воде для снятия остаточных напряжений. Как только отходы помещаются в контейнер, сверху привариваются двойные крышки. Для уменьшения остаточных напряжений в наружной крышке укупорочного средства используется лазерная наплавка или воронение с низкой пластичностью. 4, 30, 65, 73

Сплав 22 после сварки имеет дендритную структуру с TCP-фазами в междендритных областях.Термическая обработка после сварки приводит к увеличению количества и размера выделений TCP в свариваемом материале, которые увеличиваются как со временем старения, так и с температурой. 65 Обработка отжигом на твердый раствор может смягчить выделение ТКФ в зонах термического влияния, но она не является полностью эффективной для растворения выделений ТКФ в сварных изделиях. 73 Предполагается, что производственные процессы расширяют диапазон условий окружающей среды для возникновения щелевой коррозии в сплаве 22 до более низких [Cl ], более низких T, более низких E и более высоких R для ингибиторов. 30, 65 Однако, как обсуждалось выше для случая выделения TCP в термически состаренном сплаве 22, разные исследовательские группы сообщают противоречивые результаты. 28, 35, 44

Информация о влиянии светлого и черного отжига на подверженность щелевой коррозии сплавов Ni–Cr–Mo ограничена. 27, 66, 74 Черный отжиг оксида от термообработки на твердый раствор при 1121 °С в течение 20 мин с последующей закалкой в ​​воде не влияет на стойкость сплава 22 к щелевой коррозии. 74 Имеются некоторые свидетельства положительного эффекта черной отожженной пленки в тестах на длительное погружение. 27 Попытки применить метод PD-GS-PD к сплаву 22 и сплаву C-22HS с естественным оксидом от различных термообработок не увенчались успехом. Однако образцы с самородным оксидом подвергались меньшему воздействию, чем полированные образцы. 66

Щелевая коррозия в насыщенных хранилищах

Исследования щелевой коррозии сплавов на основе никеля для насыщенных хранилищ ограничены.Сплавы 22, 625, 825 и C-4 рассматривались как антикоррозионные барьеры для немецких и бельгийских программ утилизации отходов. 6 Естественным барьером немецкой программы является сухой пласт каменной соли. Лабораторные испытания проводились в концентрированных солевых растворах, содержащих Cl , SO 4 2–, Na + , K + , Ca 2+ и Mg 2+ . Немецкая концепция предполагает захоронение отработавшего ядерного топлива в контейнере из углеродистой стали, окруженном антикоррозионным слоем.Этот защитный слой наносится поверхностной сваркой. Сплав С-4 превосходил сплавы 825 и 625 по стойкости к питтинговой и щелевой коррозии в выбранных рассолах. Испытания в насыщенном растворе MgCl 2 при температурах до 170 °С показали, что сплав С-4 склонен к щелевой коррозии. Эта восприимчивость увеличивается с повышением температуры и добавлением в среду H 2 S. Для повышения коррозионной стойкости свариваемого сплава С-4 в присутствии сульфидов была рекомендована обработка материала для снятия термических напряжений.В соляной шахте Ассе (Германия) были проведены длительные эксперименты по коррозии in situ, моделирующие нормальные условия захоронения. Хотя сплавы С-4 и 22 продемонстрировали в целом хорошую коррозионную стойкость, от них отказались, так как ожидается их разрушение из-за локальной коррозии в более агрессивных условиях. 6

Современная бельгийская концепция подземного захоронения высокоактивных ядерных отходов представляет собой суперконтейнер из углеродистой стали, окруженный толстым бетонным буфером. 75 Бумовая глина считается вмещающей породой. Предыдущие исследования коррозии включали сплавы на основе никеля, такие как сплавы C-4 и 22, испытанные в воде с синтетической окисленной глиной Boom и бентонитовой воде. Эти сплавы не подвергались локальной коррозии при температурах до 90 °С. Однако щелевая коррозия происходила при 140 °C в растворах с [Cl ] от 20 до 50  г/л 6 .

Последние работы и критика

Критерий E КОРРЕКЦИЯ  <  E R, CREV для предотвращения возникновения щелевой коррозии в любое время в течение требуемого срока службы контейнера многие исследователи считают чрезмерно консервативным. 76 Задокументированы ситуации, при которых щелевая коррозия не протекает при E  >>  E R,CREV , и даже если он начнется, его самоограничивающееся распространение позволит избежать полного пробития стенки контейнера. 77, 78 Критические замечания по этому критерию приведены ниже.

  • Тип щели: как обсуждалось ранее, эксплуатационные щели могут быть значительно менее «требовательными», чем те, которые используются при лабораторных испытаниях.Трещины, возникающие на поверхностях контейнеров в местах захоронения, не охарактеризованы.

  • Катодное ингибирование: пассивные пленки, спонтанно возникающие на сплавах Ni–Cr–Mo, ингибируют восстановление кислорода; это катодная реакция, необходимая для возникновения щелевой коррозии в окислительных средах. Репассивация пассивных сплавов происходит в результате медленного восстановления кислорода на пассивных пленках. 48, 78, 79

  • Катодные ограничения: катодные участки должны быть электрически соединены непрерывной водной пленкой с щелевым участком, чтобы они служили катодами.Низкая эффективная площадь катод-анод ограничивает катодный ток, необходимый для поддержания щелевой коррозии.

  • Удушение: щелевая коррозия сплава 22 удушает после некоторого распространения как в гальванически связанных, так и в потенциостатических условиях. 19, 64 Жесткость геометрических условий в щели снижается по мере развития локальной коррозии. 39

  • Неглубокая атака: образование полимерных молибдатов в сплавах Ni–Cr–Mo с щелевой коррозией приводит к смещению распространения в области, незащищенные слоями молибдата, что приводит к поверхностной атаке. 42, 80

  • Тонкие пленки: на ранних стадиях возникновения щелевой коррозии тонкая пленка раствора электролита может быть более вредной, чем объемные растворы, поскольку она может переносить большее количество кислорода к поверхности сплава. 31 Однако тонкая пленка раствора не способна поддерживать рост щелевой коррозии, поскольку продукты коррозии остаются в месте щели и, следовательно, действуют как физический барьер для дальнейшего роста. 81

Все вышеперечисленное приводит к выводу, что даже если щелевая коррозия материала контейнера из сплава 22 (или другого сплава Ni–Cr–Mo) имеет место, ее ограниченное распространение обеспечит более длительный период локализации ядерных отходов. Перфорация контейнера не является непосредственным следствием состояния E КОРРЕКЦИЯ  >  E Р,КРЕВ .

Испытания на щелевую коррозию под потенциальным контролем не учитывают катодные ограничения. Условия эксплуатации лучше моделируются гальваностатическими испытаниями, испытаниями с гальванической связью или испытаниями с разомкнутой цепью. В таких условиях щелевая коррозия может начаться после начального периода, характеризующегося усилением потенциала. Затем потенциал снижается и стабилизируется после достижения пика. 19, 48, 77, 78, 82 Гальваностатические испытания показывают, что этот стабильный потенциал распространения щелевой коррозии зависит не от приложенного тока, а от состава сплава.Пока содержание молибдена в сплаве увеличивается, коррозия слабее. 19 Это связано с действием полимерных молибдатов, которое проявляется быстрее по мере увеличения массы. % Мо сплава увеличивается. Для сплава HYBRID-BC1 (22 мас. % Mo) щелевая коррозия становится шире, но мельче (меньшее проникновение) по мере увеличения тока гальваностата. 82 Щель может оставаться в активной форме некоторое время после того, как приложенный ток уменьшится до нуля, что указывает на то, что распространение может поддерживаться за счет сокращения протонов внутри щели. 19, 82

Критерий E КОРРЕКЦИЯ  <  E R,CREV обеспечивает защиту от щелевой коррозии в условиях, когда E R,CREV намного выше, чем E КОРР в экологических и металлургических условиях эксплуатации сплава. Это может иметь место в случае насыщенных хранилищ, где основным окислителем является протон.В ненасыщенных хранилищах этот критерий трудновыполним даже для самых коррозионностойких сплавов. Однако проникновение контейнера на E КОРРЕКЦИЯ  >  E R,CREV произойдет только при одновременном выполнении многих условий (герметичная щель, катодный ток, глубокая атака и т. д.). Для ненасыщенных хранилищ необходим менее консервативный критерий, учитывающий эти условия.

Сплавы на основе никеля – voestalpine Specialty Metals

Сплавы на основе никеля – voestalpine Specialty Metals
  • О НАС

    О нас
    Организация
    Наши бренды
    История
    HSEQ
    Положения и условия
  • ПРОДУКТЫ

    Никелевые сплавы
    Медные сплавы
    Дуплексные и супердуплексные стали
Сплавы на основе никеля марки

отличаются высокой ударной вязкостью, хорошей стойкостью к окислению и коррозии.Легирующие добавки к основному содержанию никеля создают марки, которые варьируются в относительном диапазоне этих характеристик, что придает хорошую механическую прочность и высокотемпературные свойства.

Для производства этих марок компании voestalpine известны во всем мире как мировой лидер в технологиях плавки и переплавки. Наш 120-летний опыт, ноу-хау в области металлургии и сосредоточенность на разработке и производстве материалов с высокими эксплуатационными характеристиками позволили нам стать одним из самых инновационных производителей специальных сталей в мире.Наше предприятие располагает самыми современными установками вакуумной индукционной плавки (ВИМ) и вакуумно-дугового переплава (ВДП), а также установками электрошлакового переплава под давлением (ЭШП).


Промышленный стандарт Наши бренды ДИН УНС ЕН АМС АСТМ Другие
Сплав X750 L750, VATX750 2,4669 N07750 NiCr15Fe7TiAI В637
Сплав X 2.4665 N06002 NiCr22Fe18Mo
Сплав L605 2,4964 Р30605 CoCr20W15Ni
Сплав К500 2,4375 Н05500 NiCu30AI
Сплав G3 Л003 2.4619 N06985
Сплав C4 Л004 2,4610 N06455 NiMo16Cr16Ti
Сплав C276 Л276 2,4819 N10276 NiMo16Cr15W
Сплав C263 2.4650 N07263 NiCo20Cr20MoTi
Сплав C22 Л022 2.4602 N06022 NiCr21Mo14W
Сплав B2 2,4617 Н10665 NiMo28
Сплав 925 Л925 2.4852 N09925
Сплав 901 Л901 2,4662 N09901 NiCr13Mo6Ti3 5660, 5661
Сплав 90 2,4632 N07090 NiCr20Co18Ti
Сплав 825 L314, VRC825 2.4858 N08825 NiCr21Mo
Сплав 80А 2,4952 N07080 NiCr20TiAL
Сплав 800HT ВАТ800НТ 1.4876, 1.4959 N08811 В408
Сплав 75 ​​ 2.4951 N06075 NiCr20Ti
Сплав 725 Л725 N07725 Б637, Б805
Сплав 718 (API) L718API 2,4668 N07718
Сплав 718 Л718, ВАТ718 2.4668 N07718 NiCr19NbMo/NiCr19Fe19Nb5Mo3 5662 В637
Сплав 625 L625, VRC625 2,4856 N06625 NiCr22Mo9Nb 5666 Б446-03 Г1
Сплав 617 НДС617 2.4663а N06617 NiCr23Co12Mo В166
Сплав 602 2.4633 N06025 NiCr25FeALY
Сплав 601 2,4851 N06601 NiCr23Fe
Сплав 600 2,4816 N06600 NiCr15Fe
Сплав 59 Л359 2.4605 N06059 NiCr23Mo16AI
Сплав 41 2,4973 N07041 NiCr19CoMo
Сплав 400 ВРК400 2,4360 N04400 NiCu30Fe Б164, Б564
Сплав 201 2.4068 N02201 LC-Ni99
Сплав 20 2,4660 N08020 NiCr20CuMo
Сплав 105 2,4634 Н13021 NiCo20Cr15MoAITi
Л080
ВАТ286А 1.4980 А660

Ведущий игрок на мировом рынке нефти и газа. Мы представляем собой глобальную сеть компаний, специализирующихся на производстве металлов с высокими эксплуатационными характеристиками, включая сплавы на основе никеля и специальные стальные сплавы. Мы поставляем инновационные и ориентированные на клиента решения для нефтегазовой отрасли и стремимся поддерживать наше глобальное присутствие.Мы производим нашу высококачественную продукцию на собственных заводах, а наша группа специализированных компаний позволяет нам предоставлять клиентам технические знания и поддержку.

  • Эфирное
  • Статистика
  • Внешний носитель
Индивидуальный подбор

Здесь вы найдете обзор всех используемых файлов cookie.Вы можете применить индивидуальный подбор.

Имя Печенье Борлабс
Провайдер Владелец этого сайта (voestalpine High Performance Metals)
Назначение Сохраняет выбор посетителя.
Имя файла cookie borlabs-cookie
Срок действия файлов cookie 1 год
Имя Файл cookie сеанса пользователя DSF
Провайдер Владелец этого сайта (voestalpine Specialty Metals)
Назначение Файл cookie используется в качестве идентификатора в программах протокола без сохранения состояния для обнаружения и объединения одновременных запросов пользователей.
Имя файла cookie VA_ECOMMERCE_FE
Срок действия файлов cookie Продолжительность сеанса

По умолчанию содержимое внешнего носителя заблокировано.Если внешние носители принимают файлы cookie, ручное согласие больше не требуется для доступа к внешнему контенту. Этот контент предоставлен Youtube. Если вы дадите свое согласие, ваши личные данные будут обработаны и будут установлены файлы cookie, которые также могут использоваться для создания профилей пользователей и в маркетинговых целях. Принимая это, вы также прямо соглашаетесь в соответствии со статьей 49 (1) (a) GDPR, что ваши личные данные могут обрабатываться в Соединенных Штатах Америки с риском тайного доступа со стороны властей США и использования в целях мониторинга, возможно без возможности использования средств правовой защиты.Вы можете найти дополнительную общую информацию, а также информацию о настройках, отзыве согласия и возражениях в нашем Уведомлении о защите данных и в Уведомлении о защите данных Youtube.

Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie

Пожалуйста, используйте не устаревший браузер.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.