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

alexxlab | 09.04.1988 | 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»
МаркаХимический 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
FeNiCrTiAlZrY
C
MnCuSiSPПредел 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.

  • Твитнуть

    Отправить

    Запинить

Никелевые сплавы и сплавы на основе никеля

Способность никеля растворять в себе значительное количество др. металлов и сохранять при этом пластичность привела к созданию большого числа сплавов. Их полезные свойства в определенной степени обусловлены свойствами самого никеля, среди которых наряду со способностью образовывать твёрдые растворы со многими металлами выделяются ферромагнетизм, высокая коррозионная стойкость в газовых и жидких средах, отсутствие аллотропических превращений.

С конца XIX в. сравнительно широко используются медно-никелевые сплавы, обладающие высокой пластичностью в сочетании с высокой коррозионной стойкостью, ценными электрическими и др. свойствами. Практическое применение находят сплавы типа монель-металла, которые наряду с куниалями выделяются среди конструкционных материалов высокой химической стойкостью в воде, кислотах, крепких щелочах, на воздухе.

Важную роль в технике играют ферромагнитные сплавы Ni (40-85%) с Fe, относящиеся к классу магнитно-мягких материалов. Среди этих материалов имеются сплавы, характеризующиеся наивысшим значением магнитной проницаемости (см. Пермаллой), её постоянством (см. Перминвар), сочетанием высокой намагниченности насыщения и магнитной проницаемости (см. Перменорм). Их применяют во многих областях техники, где требуется высокая чувствительность рабочих элементов к изменению магнитного поля.

Сплавы с 45-55% Ni, легированные в небольших количествах Cu или Со, обладают коэффициентом линейного термического расширения, близким к таковому у стекла, что используется в тех случаях, когда необходимо иметь герметичный контакт между стеклом и металлом (см.

также Ковар).

Сплавы Ni с Со (4 или 18%) относятся к группе магнитострикционных материалов. Благодаря хорошей коррозионной стойкости в речной и морской воде они являются ценным материалом для гидроакустической аппаратуры.

В начале XX в. стало известно, что жаростойкость Ni на воздухе, достаточно высокая сама по себе, может быть улучшена путём введения Al, Si или Cr. Важное практическое значение благодаря хорошему сочетанию термоэлектрических свойств и жаростойкости сохраняют сплав никеля с Al, Si и Mn (алюмель) и сплав Ni с 10% Cr (хромель). Хромель-алюмелевые термопары относятся к числу наиболее распространенных термопар, применяемых в промышленности и лабораторной технике. Находят практическое использование также термопары из хромеля и копеля.

Важное применение в технике получили жаростойкие сплавы Ni c Cr – нихромы. Наибольшее распространение получили нихромы с 80% Ni, которые до появления хромалей были самыми жаростойкими промышленными материалами. Попытки удешевить нихромы уменьшением содержания в них Ni привели к созданию т. н. ферронихромов, в которых значительная часть Ni замещена Fe. Наиболее распространённой оказалась композиция из 60% Ni, 15% Cr и 25% Fe. Эксплуатационная стойкость большинства нихромов выше, чем ферронихромов, поэтому последние используются, как правило, при более низкой температуре. Нихромы и ферронихромы обладают редким сочетанием высокой жаростойкости и высокого электрического сопротивления (1,05-1,40 мком-м). Поэтому они вместе с хромалями представляют собой два наиболее важных класса сплавов, используемых в виде проволоки и ленты для изготовления высокотемпературных электрических нагревателей, для которых в большинстве случаев производят нихромы, легированные кремнием (до 1,5%) в сочетании с микродобавками редкоземельных, щёлочноземельных или др. металлов. Предельная рабочая температура нихромов этого типа составляет, как правило, 1200 °С, у ряда марок 1250 °С.

Н. с., содержащие 15-30% Cr, легированные Al (до 4%), более жаростойки, чем легированные Si. Однако из них труднее получить однородную по составу проволоку или ленту, что необходимо для надёжной работы электронагревателей. Поэтому такие сплавы используются в основном для изготовления жаростойких деталей, не подверженных большим механическим нагрузкам при температурах до 1250 °С.

Во время Второй мировой войны 1939-1945 гг. в Великобритании было начато производство жаропрочных сплавов Ni – Cr – Ti – Al, называемых нимониками. Эти сплавы, возникшие как результат легирования нихрома (типа X20H80) титаном (2,5%) и алюминием (1,2%), имеют заметное преимущество по жаропрочности перед нихромами и специальными легированными сталями. В отличие от ранее применявшихся жаропрочных сталей, работоспособных до 750-800 °С, нимоники оказались пригодными для эксплуатации при более высоких температурах. Появление их послужило мощным толчком для развития авиационных газотурбинных двигателей. За сравнительно короткий срок было создано большое число сложнолегированных сплавов типа нимоник (с Ti, Al, Nb, Ta, Со, Mo, W, В, Zr, Ce, La, Hf) с рабочей температурой 850-1000 °С. Усложнение легирования ухудшает способность сплавов к горячей обработке давлением.

Поэтому наряду с деформируемыми сплавами широкое распространение получили литейные, которые могут быть более легированными, а следовательно, и более жаропрочными (до 1050 °С). Однако для литых сплавов характерны менее однородная структура и, как следствие этого, несколько больший разброс свойств. Опробованы способы создания жаропрочных композиционных материалов введением в никель или Н. с. тугоплавких окислов тория, алюминия, циркония и др. соединений. Наибольшее применение получил Н. с. с высокодисперсными окислами тория (ТД-никель).

Важную роль в технике играют легированные сплавы Ni – Cr, Ni – Mo и Ni – Mn, обладающие ценным сочетанием электрических свойств: высоким удельным электрическим сопротивлением (r = 1,3-2,0 мком-м), малым значением температурного коэффициента электрического сопротивления (порядка 10-5 1/°С), малым значением термоэдс в паре с медью (менее 5 мв/°С). По величине температурного коэффициента электрического сопротивления эти сплавы уступают манганину в интервале комнатных температур, однако имеют в 3-4 раза большее удельное электрическое сопротивление. Главная область их применения – малогабаритные резистивные элементы, от которых требуется постоянство электрических свойств в процессе службы. Элементы изготавливаются, как правило, из микропроволоки или тонкой ленты толщиной 5-20 мкм. Сплавы на основе Ni – Mo и Ni – Cr применяют также для изготовления малогабаритных тензорезисторов, характеризующихся почти линейной зависимостью изменения электрического сопротивления от величины упругой деформации.

Для химической аппаратуры, работающей в высокоагрессивных средах, например в соляной, серной и фосфорной кислотах различной концентрации при температурах, близких к температуре кипения, широко используются сплавы Ni – Mo или Ni – Cr – Mo, известные за рубежом под названием хастелой, реманит и др., а в СССР – сплавы марок H70M28, Н70М28Ф, Х15Н55М16В, Х15Н65М16В. По коррозионной стойкости они в подобных средах превосходят все известные коррозионностойкие стали.

В практике применяют ещё целый ряд Н. с. (с Cr, Mo, Fe и др. элементами), обладающих благоприятным сочетанием механических и физико-химических свойств, например, коррозионностойкие сплавы для пружин, твёрдые для штампов и др. Никель входит как один из компонентов в состав многих сплавов на основе др. металлов (например, ални сплавы).

Никелевые сплавы: особенности производства и применение

Производство сплавов и лигатур

8 (812) 438 40 91

8 (499) 110 38 71

Обратный звонок

188304, Ленинградская
область, г. Гатчина,
ул. Солодухина, д. 2а, стр. 8 [email protected]

RUS

  • ENG

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].

Сплав на основе никеля: физические и химические свойства

Главная » Сплавы » Популярные виды сплавов на основе никеля

На чтение 6 мин

Содержание

  1. Применение в чистом виде
  2. Особенности
  3. Структура и состав
  4. Свойства и характеристики
  5. Марки
  6. Сплавы
  7. С медью
  8. С хромом
  9. С молибденом и другими металлами
  10. С железом
  11. Область применения
  12. Плюсы и минусы

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.

window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-57’, blockId: ‘R-A-1226522-57’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266488] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-52’, blockId: ‘R-A-1226522-52’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266497] = “window.yaContextCb. push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-49’, blockId: ‘R-A-1226522-49’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266495] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-48’, blockId: ‘R-A-1226522-48’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[277810] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-43’, blockId: ‘R-A-1226522-43’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266499] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-32’, blockId: ‘R-A-1226522-32’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266496] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-31’, blockId: ‘R-A-1226522-31’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266487] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-29’, blockId: ‘R-A-1226522-29’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266490] = “window. yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-27’, blockId: ‘R-A-1226522-27’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266489] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-26’, blockId: ‘R-A-1226522-26’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266492] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-5’, blockId: ‘R-A-1226522-5’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266491] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-3’, blockId: ‘R-A-1226522-3’ })})”+”ipt>”; cachedBlocksArray[266500] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-11’, blockId: ‘R-A-1226522-11’ })})”+”ipt>”;

( Пока оценок нет )

Поделиться

Обработка сплавов на основе никеля на станках с ЧПУ | CERATIZIT | WNT

Детали, предназначенные для эксплуатации в условиях высоких тепловых и механических нагрузок, – в частности, для аэрокосмической и автомобильной промышленности или энергетической отрасли – часто изготавливаются из сплавов на основе никеля.  

Что представляют собой сплавы на основе никеля?

Сплавы на основе никеля – это материалы, основной компонент которых, тяжелый металл никель, смешивается по меньшей мере, еще с одним химическим элементом (как правило, посредством плавления). Применяются никелевые сплавы, содержащие медь, железо, железо и хром, хром, молибден и хром, хром и кобальт, низколегированные сплавы на основе никеля (с содержанием никеля до 99,9 %) и другие многокомпонентные сплавы. 

Ковкие и литейные сплавы

Сплавы на основе никеля подразделяются на две основные группы: ковкие и литейные сплавы. Ковкие сплавы применяются в турбостроении для изготовления рабочих колес и турбинных колец и благодаря их свойствам подходят для эксплуатации в диапазоне температур до 730 градусов Цельсия. Литейные сплавы в основном применяются для производства деталей, предназначенных для эксплуатации в условиях высоких термомеханических нагрузок, и деталей сложной геометрии. При этом детали, отлитые методом точного литья и имеющие поликристаллическую структуру, затем подвергаются лишь незначительной механической обработке. 

Свойства сплавов на основе никеля

В частности, широко применяемые сплавы на основе никеля, легированные хромом, отличаются очень высокой теплостойкостью (прим. до 750 градусов Цельсия), благодаря чему они способны выдерживать длительные нагрузки, близкие к точке плавления. В то же время они характеризуются высокой пластичностью и прочностью, а также низкой теплопроводностью при хорошей способности деформироваться в холодном состоянии и высокой коррозионной стойкости. Низкая плотность, высокая химическая устойчивость и износостойкость позволяют использовать сплавы в условиях высоких температур, в которых алюминий и сталь демонстрируют нестабильный характер.

С другой стороны, именно эти хорошие свойства сплавов затрудняют их механическую обработку: при небольшой стойкости инструментов можно применять лишь относительно низкие скорости резания. При обработке алюминия твердосплавными инструментами без покрытия стойкость обычно составляет несколько дней, при обработке высокопрочного чугуна она снижается примерно до одного часа, а в случае обработки сплавов на основе никеля можно рассчитывать на пять-десять минут. 

Инструментальные материалы для обработки сплавов на основе никеля

Быстрорежущая сталь

Благодаря ее высокой прочности быстрорежущая сталь (HSS) применяется для обработки сплавов на основе никеля в режиме прерывистого резания, в частности, для таких видов обработки как фрезерование, резьбонарезание, протягивание и долбление. При обработке сплавов на основе никеля возможны скорости резания от 5 до 10 м/мин. Значения подачи на зуб благодаря прочности быстрорежущей стали могут быть относительно высокими (от 0,1 до 0,16 мм).

Твердый сплав

Твердые сплавы (HM) состоят из карбидов металлов, как правило, из карбида вольфрама, которые связываются мягкой металлической связкой и поэтому относятся к группе абразивосодержащих материалов. Как правило, инструменты из твердых сплавов применяются для обработки сплавов на основе никеля со сравнительно низкими скоростями резания от 20 до 40 м/мин. При более высоких скоростях резания происходит быстрая перегрузка сплава и в большинстве случае не обеспечивается эксплуатационная надежность. 

Нитрид бора

Кубический нитрид бора (CBN) среди известных материалов по твердости уступает только алмазу. Таким образом, он более твердый, износостойкий и дорогой, чем керамика. Свойства CBN позволяют применять его для токарной обработки с высокими скоростями резания. Для фрезерования сплавов на основе никеля CBN не используется. Возможна токарная обработка сплава Инконель 718. При этом скорости резания рекомендуется поддерживать в диапазоне от 400 м/мин до 600 м/мин. При прямом сравнении с твердосплавными инструментами с покрытием TiAlN кубический нитрид бора при скорости резания vc 50 м/мин показал стойкость выше на 100 процентов. В промышленном секторе CNB является оптимальным материалом для чистового точения при нестабильных условиях.  

Керамика

Керамику получают спеканием из керамического порошка без добавки связующих. Согласно стандарту DIN ISO 513 керамика подразделяется на пять групп:

CA = минералкерамика, основной компонент оксид алюминия (Al2O3)

CM = смешанная керамика, основной компонент оксид алюминия (Al2O3), вместе с другими компонентами в качестве оксидов

CN = керамика на основе нитрида кремния, основной компонент нитрид кремния (Si3N4 )

CR = керамика, армированная нитевидными кристаллами, минералокерамика, основной компонент оксид алюминия (Al2O3)

CC = минералокерамика, все перечисленные выше виды, но с покрытием

Керамические инструменты сохраняют свою твердость даже при высоких температурах, возникающих при фрезеровании жаропрочных сплавов (HRSA). Благодаря этому возможно повышение скоростей резания в 20–30 раз по сравнению с твердосплавными инструментами.

Керамические инструментальные материалы впервые были применены для токарной обработки. Тепловая нагрузка при точении остается относительно постоянной. При фрезеровании, напротив, температура в зоне режущей кромки колеблется ввиду прерывистого резания. Вследствие резкого чередования нагрева от трения и охлаждения режущая кромка испытывает высокую нагрузку. Для предупреждения термошока в результате охлаждения инструмента при фрезеровании керамическими пластинами СОЖ не используется. Сиалоновая керамика SiAlON (кремний-оксид алюминия-нитрид) в целом менее чувствительна к колебаниям температуры по сравнению с керамикой, армированной нитевидными кристаллами, поэтому она оптимально подходит для фрезерования. 

Основным условием для фрезерования керамическими пластинами являются фрезерные станки для скоростной обработки, которые способны обеспечивать вращение шпинделя со скоростью более 10 000 об/мин, что связано с дополнительной нагрузкой на инструмент.

В то время как инструментальные системы с керамическими пластинами разной формы имеются в продаже и активно используются в промышленности, инструменты для фрезерования диаметром менее 16 мм по указанным причинам пока не получили такого широкого распространения. Здесь долгое время применялись исключительно инструменты из быстрорежущей стали и твердых сплавов.

Помимо химического износа под действием высоких температур, на керамике часто наблюдается наростообразование: высокие температуры в зоне обработке приводят к образованию паров металла, которые сплавляются с поверхностью режущего материала и могут откалываться вместе с керамикой. 

Никелевые и железные самофлюсующиеся сплавы для покрытий, ПР-НХ17СР4

» Главная » Продукция » Металлические порошки » Никелевые и железные самофлюсующиеся сплавы для покрытий

Общие сведения о материалах и покрытиях из самофлюсующихся сплавов

Самофлюсующиеся никелевые сплавы Ni-B-Si и Ni-Cr-B-Si-С.

Материалы используется для напыления и наплавки покрытий, стойких против коррозии, к изнашиванию трением и абразивными частицами. Покрытия устойчивы против газовой коррозии вплоть до температур 700-850 °С, стойки в пресной и морской воде, солевых растворах, нефтесодержащих средах, аммиаке и в др. агрессивных средах.  Не стойки или слабостойки в растворах минеральных кислот. Сплавы плавятся в диапазоне температур, характерном для материалов с эвтектикой в структуре. Основная структурная фаза покрытий из сплавов:  γ- твердый пересыщенный раствор на основе никеля; упрочняющие фазы: бориды хрома и никеля переменного состава, карбиды хрома типа Cr23C6 и карбобориды хрома; в порошках с повышенным содержанием углерода дополнительно присутствуют частицы более прочного карбида Cr7C3. Твердость и износостойкость покрытий увеличивается по мере увеличения в  никелевых сплавах содержания хрома, бора, кремния и углерода. Бор и кремний образуют с никелем легкоплавкие эвтектики с температурой плавления 950-1080°С, а также восстанавливают окисные пленки на поверхности подложки с образованием боросиликатных шлаков (самофлюсование) в присутствии жидкой фазы и улучшают смачиваемость подложки жидким металлом.

Адгезия, когезия и сопротивление изнашиванию покрытий из сплавов одинакового состава при сухом трении и абразивном воздействии, как правило, повышается с увеличением плотности (снижении пористости) покрытия. Пористость неоплавленных плазменных покрытий из самофлюсующихся сплавов может достигать 10 – 12%, газопламенных до 20%. Снижение пористости покрытий и, как следствие,  увеличение прочности в 5 – 10 раз достигается оплавлением покрытия, которое производится либо одновременно с напылением при плазменной наплавке (PTA процесс) или при послойном нанесении покрытия методом газопорошковой наплавки, путем чередования процесса напыления слоев с их оплавлением. Оплавление напыленных покрытий производится  также газопламенной горелкой, пламенем плазмотрона, нагревом в печи или токами высокой частоты. Детонационные покрытия, благодаря высокой плотности (пористость, как правило, менее 1%), не требуют оплавления после напыления. Влияние пористости на качество и работоспособность покрытий не является однозначным. В сопряженных поверхностях в условиях полусухого трения оптимальная пористость, получаемая, например, при плазменном напылении без оплавления, может способствовать наименьшему износу узла трения. Поры, аккумулируя смазку, предотвращают заедание сопряженных поверхностей.

Дилатометрические исследования напыленных покрытий из базовых сплавов НХ13СР, НХ15СР2, НХ16СР3, НХ17СР4 показывают отсутствие в них фазовых превращений при охлаждении в диапазоне температур от 960 до 20°С. Поэтому, фазовые превращения, протекающее в системе железо-углерод с изменением объема создает  опасность растрескивания покрытия на стальных и чугунных подложках при охлаждении. В связи с этим, охлаждение изделий с нанесенным покрытием из самофлюсующихся сплавов рекомендуется проводить в замедленном темпе. Интервал рекомендуемых скоростей охлаждения составляет, например,  для стали 10 – менее 100 °С/с, для стали 45 – менее 35 °С/с, для стали 70 – менее 5 °С/с.
К общим характеристикам Ni-Cr-B-Si-С сплавов относится также свойство сохранять твердость и сопротивление абразивному изнашиванию после отпуска с нагревом до 600°С. Твердость же сплавов при повышенных температурах («горячая» твердость), например, при 650°С может составить 50-70% от измеренной при комнатной температуре.

Область применения порошков из никелевых сплавов: износостойкие покрытия на деталях металлургического, горно-нефтедобывающего, энергетического, стекольного и химического оборудования,  штампового и прессового инструмента, деталях автомобильного, железнодорожного и судового транспорта, газоперекачивающих установок, сельскохозяйственной техники и др. Сплавы применяются также для получения смесей с другими материалами для покрытий: карбидами, интерметаллидами и другими материалами.

Самофлюсующиеся сплавы на железной основе представлены высокоуглеродистым сплавом ПР-Х4ГСР, легированным ванадием, хромом и марганцем, железо-никель-хромовым сплавом ПГ-Ж14 и среднеуглеродистыми сплавами ФМИ эвтектического состава. Покрытие из высокоуглеродистого сплава характеризуется повышенной твердостью и высокой стойкостью к абразивному изнашиванию в водной среде, эвтектические сплавы (ФМИ) – стойкостью к изнашиванию трением при больших скоростях скольжения.

Самофлюсующаяся оловянисто-никелевая бронза Cu-Sn-Ni-B-Si представлена материалом для создания износостойких покрытий на изделиях из меди, медных сплавов и стали.

Химический состав порошков и твердость покрытий
  Марка порошка Номинальный химический  состав ,  % Твердость покрытия HRC
Типичные значения
Основные компоненты
Ni Cu C Cr Si B Fe Другие
Сплавы на никелевой основе
ПР-НД42СР основа 42,5 0,2 0,9 1,0 <3,0   190-230 HB
ПР-НС2РП основа <0,05 0,35 2,15 0,7  <0,15  Р 2,0 17-21 HRС
ПР-НС2Р основа <0,15 2,4 1,4 <1,5   90-92 HRB
ПР-НС2Р2 (ПС 22) основа <0,12 0,7 2,3 1,8 <0,5   18-23
ПР-НХ13СР основа 0,3 13,0 2,4 1,5 <5,0   26-34
ПР-НХ4С3Р основа <0,2 3,5 3,5 1,5  <3,0   30-35
ПР-НХ9С3Р2 основа 0,3 9,0 3,0 1,6 <5,0   32-38
ПР-НХ15СР2 основа 0,47 15,0 3,1 2,0 <5,0  Со<0,2 38-46
42-48
ПР-НХ13СР3 основа 0,6 13,0 4,0 2,8 3,2   45-52
ПР-НХ7С4Р3 основа 0,45 7,0 3,7 2,8  <5,0   50-52
ПР-НХ16СР3 основа 0,75 16,0 3,2 2,7 <5,0   47-52
ПР-НХ16СР-У основа 0,52 15,5 3,2 2,2 <5,0   42-48
ПР-НХ8Д6СРП (ПГ-АН9) основа 6,0 0,85 8,0 2,2 2,9 <5,0 Р 0,6 48-57
ПР-НХ25СР3 основа 1,2 25,0 2,7 2,5 <5,0   Mn 0,2 45-51
ПР-НХ7С4Р3МД основа 1,8 0,45 7,0 3,8 2,8 <5,0 Mo 2,2 50-55
ПР-НХ16СР4МД3 основа 2,7 0,5 16,0 4,0 3,8 3,5 Mo 2,7  52-58
ПР-НХ17СР4 основа 1,0 17,0 4,1 3,6 <5,0   55-60
ПР-НХ17СР4-У основа 1,0 17,0 4,2 3,6 <5,0   56-60 H
V200 >595
ПР-НХ17СР4-Р основа 0,8 17,0 4,2 3,1  <5,0   55-62
ПР-НХ18С5Р4 основа 1,2 17,5 4,6 4,2  <5,0   60-62
Сплав на медной основе
ПР-БрОл8НСР 4,8 основа 0,8 0,6 <2,0 Sn  8,0  140-160 HRB
Сплавы на железной основе
ПР-Х4ГСР <0,5 1,2 3,8 2,3 3,6 основа V,  Mn
 
60-64
ПГ-Ж14 37 1,4 14 2,5 2,2 основа Мо, W 38-45
ПР-Х11Г4СР (ФМИ-2) 0,8 11 3 2,7 основа  Mn 4 >40
ПР-Н19Г10СР (ФМИ-4) 19 0,35 3 2,7 основа Mn 4 40-45
ПР-Н9Г4СР (ФМИ-5) 9 0,5 1,2 2,7 основа Mn 4 40-45

Самофлюсующиеся сплавы производятся распылением расплава газом. Полученные  полидисперсные порошки подвергаются рассеву на узкие по размерам частиц фракции для различных технологий напыления и наплавки покрытий: детонационного и сверхзвукового напыления, газопорошковой наплавки, газопламенного и плазменного напыления, лазерной и электроискровой наплавки, плазменной  и индукционной наплавки.

Размеры частиц (основные фракции)

Основные фракции порошков для различных технологий получения покрытий:

Метод нанесения покрытий Размер частиц, мкм
Детонационное и высокоскоростное напыление <40, <63 (20-63)
Газопламенное и плазменное напыление,газопорошковая, лазерная и  электроискровая наплавка 20-63, <100, 40-100,
45-90, 45-125, <125
Плазменная  наплавка-напыление 63-125, 80-160, 94-280, 140-280
Индукционная наплавка 94-280, 40-630, 100-630, <630, <800

По согласованным сторон возможно изготовление порошков другого гранулометрического состава.
Минимальные размеры сеток, используемых для классификации порошков, – 40 мкм (~400 меш) 45 мкм (325 меш). Рассев порошков на сетках меньших 40 мкм не производится, т.к. распыленные газом порошки содержат, как правило, небольшое количество тонких частиц меньше 15 -22 мкм.

Пример распределения частиц по размерам, исследованного методом лазерной гранулометрии
Фракция, мкм Количество частиц, % размерами, мкм
0,29-11,00 11,0-15,56 15,56-22,0 22,0-37,00 37,0-74,00 74,0-124,5
20-63 (<63) 0,00 1,59 7,38 43,7 45,31 2,02

Форма и структура частиц порошков

Распыленные газом порошки имеют преимущественно сферическую форму частиц со  структурой литого состояния материала

рис. 1

рис. 2

*рис. 1 рис. 2 Форма и структура частиц порошка сплава на основе никеля ПР-НХ15СР2.

рис. 3

рис. 4

*рис. 3 рис. 4 Сруктура частиц порошка сплава на основе железа ПР-Х4ГСР.

Температура оплавления покрытий

При дилатометрическом анализе самофлюсующихся сплавов кривые изменения теплосодержания указывают на характерные точки: температуру появления жидкой фазы – Т0 и температуру, при которой наблюдается максимальное изменение теплосодержания – ТП (пик плавления на кривой DTA).  Этот диапазон плавления самофлюсующихся сплавов, параметр ΔТ = Т0 – ТП,  играет важную роль при выборе оптимальной температуры оплавления покрытия. Рекомендуется, чтобы температура оплавления была как можно ближе к  ТП,  при которой покрытие уплотняется (исчезает пористость), формируется переходной диффузионный слой необходимой толщины и  достигается  максимальная прочность покрытия с подложкой.   В действительности, никелевые сплавы системы Ni-Cr-B-Si-С, содержащие бориды и силициды никеля, а также бориды и карбобориды хрома плавятся в более широком, чем в ΔТ диапазоне температур, с постепенным усвоением в расплаве при нагреве (растворением в никеле) кластеров из тугоплавких соединений.

Характеристики и области применения порошков

Примечание к таблице:
ТП – температура плавления (первый пик на кривой изменения теплосодержания DTA), справочные данные;
T – температура солидус;
TL  –  температура ликвидус;
f – коэффициент трения в паре трения со сталью, справочные данные.
Приведенные в таблице характеристики материалов и покрытий являются справочными.

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)

Примеры структуры покрытий

рис. 5

рис. 6

*рис. 5 Наплавленное покрытие из сплава ПР-Х4ГСР на стальной подложке (травление). Твердость покрытия 63 HRC.

*рис. 6 Фрагмент цилиндрической детали – плунжера нефтяного погружного насоса. Наплавленное покрытие из сплава ПР-НХ17СР4-У (травление). Твердость покрытия 58 HRC.

 

 

Наверх

Печать страницы

никелевых сплавов | Институт никеля

Никелевые сплавы | Институт никеля Никель

легко сплавляется со многими другими металлами, включая хром, железо, молибден и медь. Это позволяет использовать широкий спектр сплавов, демонстрирующих выдающуюся стойкость к коррозии и высокотемпературному окалинообразованию, исключительную жаропрочность и другие уникальные свойства, такие как память формы и низкий коэффициент расширения.

Ниже приводится упрощенная классификация различных типов никелевых сплавов.

  • Кованый никель

    Чистый никель UNS N02200 используется в химической промышленности из-за его коррозионной стойкости, особенно к щелочам. Он также используется для защиты от электромагнитных помех и в преобразователях.

  • Железоникелевые сплавы

    Они используются в качестве магнитомягких материалов, в качестве уплотнений стекло-металл и в качестве материалов с определенными характеристиками теплового расширения.
    Invar® (UNS K93600), содержащий 36% никеля и остальное железо, уникален тем, что имеет почти нулевой коэффициент теплового расширения при комнатной температуре. Это делает его ценным там, где требуется высокая стабильность размеров, например, в точных измерительных приборах и стержнях термостатов. Он также используется при криогенных температурах из-за очень низкой скорости теплового расширения.
    Сплавы, содержащие 72-83% никеля, обладают лучшими магнитомягкими свойствами и используются в трансформаторах, катушках индуктивности, магнитных усилителях, магнитных экранах и запоминающих устройствах.

  • Никель-медные сплавы

    Обладают высокой устойчивостью к коррозии щелочными растворами, неокисляющими солями и морской водой. Наиболее известным является Alloy 400.

    .
  • Никель-молибденовые сплавы

    Обладают высокой устойчивостью к восстанавливающим кислотам в отсутствие окисляющих ионов, таких как трехвалентное и медное или растворенный кислород. Наиболее известен сплав B-2.

  • Никель-хромовые сплавы

    Характеризуются высокой коррозионной стойкостью как при нормальных, так и при высоких температурах (стойкость к образованию окалины), хорошей жаропрочностью и высоким электрическим сопротивлением. Различают три основные группы сплавов:

    • Ni-Cr (а также Ni-Cr-Fe) сплавы с высоким электрическим сопротивлением для нагревательных элементов, такие как 70-30 (UNS N06008) и C-Grade (UNS N06004)
    • Сплавы
    • Ni-Cr (с Fe и другими легирующими элементами) с хорошей коррозионной стойкостью. Наиболее известными являются сплав 600 (UNS N06600) и сплав 601 (UNS N06601)
    • .
    • Ni-Cr сплавы с жаропрочностью и сопротивлением ползучести, в основном упрочняемые старением, такие как Alloy X-750 (UNS N07750)
  • Никель-хром-железные сплавы

    Существуют в основном две группы сплавов:

    • Ni-Cr-Fe сплавы с превосходной прочностью при высоких температурах и способностью сопротивляться окислению, науглероживанию и другим видам высокотемпературной коррозии. Наиболее известен сплав 800 (UNS N08800) и его варианты 800H (UNS N08810) и 800HT (UNS N08811). (Недавно эти сплавы были классифицированы как нержавеющие стали из-за высокого содержания в них Fe)
    • Сплавы
    • Ni – Cr – Fe (с Mo и Cu) с превосходной коррозионной стойкостью в определенных областях применения. Вероятно, самым известным является сплав 825 (UNS N08825), обладающий исключительной стойкостью к серной кислоте. Сплав G-3 (UNS N06985) обеспечивает исключительную коррозионную стойкость к коммерческим фосфорным кислотам, а также ко многим сложным растворам, содержащим сильно окисляющие кислоты.
  • Никель-хром-молибденовые сплавы

    Обладают высокой коррозионной стойкостью, из которых наиболее известен сплав C-276 (N10276). Они обладают исключительной устойчивостью к восстановительным кислотам, таким как соляная и серная. Существует ряд вариантов, основанных на этом составе, в которых изменены уровни Cr и Mo и, в некоторых случаях, добавлены Cu или W для повышения коррозионной стойкости до более окислительных или более восстановительных условий. К ним относятся сплав C-22 (N06022), сплав 59 (N08059), сплав C-2000 (UNS N06200) и сплав 686 (N06686).

  • Никель-хром-кобальтовые сплавы

    Добавление кобальта и молибдена придает сплаву 617 твердорастворное упрочнение и высокий уровень сопротивления ползучести (UNS N06617). Добавление кобальта в HR-160 (N12160) обеспечивает исключительную устойчивость к различным формам высокотемпературной коррозии, такой как сульфидирование и воздействие хлоридов как в восстановительной, так и в окислительной атмосфере.

  • Никель-титановые сплавы

    55% никель-титановый сплав (UNS N01555) (также известный как нитинол) обладает свойствами памяти формы. Образуясь при одной температуре, а затем деформируясь при более низкой, он восстанавливает свою первоначальную форму при повторном нагревании. Температуры перехода можно регулировать путем тщательного контроля состава. Медицинские устройства и специализированные соединители являются двумя специфическими приложениями. Тот же сплав может также подвергаться значительной упругой деформации и при этом возвращаться к своей первоначальной форме (свойство сверхэластичности). Это свойство использовалось для самых разных применений, таких как оправы для очков и амортизаторы, которые обеспечивают сейсмостойкость в исторических каменных зданиях.

Номинальный состав различных никелевых сплавов:

Название сплава УНС % Ni % Кр % Fe % Мо % Cu % Со % Другое
200 N02200 99 мин            
Инвар К93600 36   64        
400 N04400 65 32          
Б-2 Н10665 68   2 28      
70-30 Н06008 70 30          
Класс C Н06006 60 16 бал        
600 N06600 76 16 8        
601 N06601 60 23 бал       Ал-1,3
Х-750 Н07750 70 15 7      

Ти – 2,5

Ал – 0,7

Нб – 1,0

825 Н08825 42 21 25 3 2    
Г-3 N06985 бал 22 20 7 2    
800 Н08800 32 21 45       Вт – 3,5
С-276 Н10276 бал 15 5 16      
С-22 N06022 бал 21 4 13      
59 N06059 бал 23 1,5 макс. 16      
С-2000 Н06200 бал 23 3 макс. 16 1,6    
686 N06686 бал 21 2 макс. 16     Вт – 3,7
617 N06617 44,5 мин 22 3 макс. 9   12  
HR-160 Н12160 бал 28 3,5 макс.     30 Si – 2,75
Нитинол Н01555 55           Ти-45

 

 

Нержавеющая сталь подшипников
Тип сплава УНС %Cr %Ni % Мо %Cu %Fe  
304л С30403 18 8

бал Наиболее распространенная нержавеющая сталь, используемая для обработки питьевой воды и контакта с пищевыми продуктами.
316л С31603 16 10 2,1 бал Добавление Мо обеспечивает большую устойчивость к хлоридам и кислым растворам. Используется в прибрежных районах, при очистке воды и в химической промышленности.
2205 С32205 22 5,7 3.1 бал Еще более высокая коррозионная стойкость, чем у 316L. Может использоваться вместо 316L, но его большая прочность может означать снижение веса. Может быть заменен на 316L, если он выйдет из строя.
2507 С32750 25 7 4 бал Еще более высокая коррозионная стойкость, чем у 2205. Полезная коррозионная стойкость к морской воде.
254 СМО S31254 20 18 6.1 бал Коррозионная стойкость аналогична 2507, также обладает полезной коррозионной стойкостью к морской воде.
Сплав 20 Н08020 20 33 2,1 3,2 бал Cu с полезной коррозионной стойкостью ко всем концентрациям серной кислоты.
310С С31008 25 20 бал Нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома с отличной стойкостью к высокотемпературному окислению.
800Х N08810 20 32 бал Нержавеющая сталь с превосходной жаропрочностью и хорошей стойкостью к высокотемпературному окислению.
625 N06625 21 бал 9 3 Хорошо известный никелевый сплав с превосходной жаропрочностью и выдающейся стойкостью к водной коррозии.
С-276 Н10276 15 бал 16 5 Один из самых известных никелевых сплавов с превосходной коррозионной стойкостью к восстанавливающим кислотам.
600 N06600 16 76 8 Полезная стойкость к высокотемпературной коррозии и едким растворам.
Сплав 400 N04400 65 32 Чаще всего используется в морской и химической промышленности.

 

Вернуться к началу
Спросите у экспертов
Мы ценим вашу конфиденциальность

Файлы cookie используются для того, чтобы мы могли анонимно анализировать использование нашего веб-сайта и количество посетителей с помощью службы Google Analytics. С политикой конфиденциальности Google Analytics можно ознакомиться здесь. Мы не храним и не отслеживаем какие-либо идентифицирующие пользователя данные о вашем посещении. Вы можете отозвать свое согласие на использование файлов cookie в любое время на странице нашей Политики конфиденциальности.

Я принимаю файлы cookie я отказываюсь от куки

Медно-никелевые сплавы | Институт никеля

Медно-никелевые сплавы | Институт никеля
В этом разделе
  • Применение медно-никелевых сплавов
  • Композиции
  • Механические свойства медно-никелевых сплавов
  • Изготовление медно-никелевых сплавов
  • Коррозионная стойкость медно-никелевых сплавов
  • Прикрепление морскими организмами
  • Литература по медно-никелевым сплавам

Основные технические марки медно-никелевых сплавов были разработаны для морских конденсаторов и трубопроводов морской воды. Как только было признано их уникальное сочетание высокого уровня устойчивости к коррозии, хорошей теплопроводности и низкой адгезии макроорганизма в морской среде, это привело к их применению в морской добыче нефти и газа, судостроении, опреснении и производстве электроэнергии.

В промышленности чаще всего используются сплавы с содержанием никеля 10 и 30% (описываемые как 90-10 и 70-30). Они содержат небольшие, но важные добавки железа и марганца для оптимизации их коррозионной стойкости. Эти очень пластичные сплавы можно упрочнить только холодной обработкой, сплав 70-30 является более прочным из двух и способен выдерживать более высокие скорости потока. Хорошая теплопроводность также полезна для теплообменников и конденсаторов, особенно в 10% сплаве. Эти сплавы легко изготавливаются и свариваются, а также могут быть успешно сварены со сталью.
Другие деформируемые сплавы включают марки с содержанием 2 % Mn и 2 % Fe (66-30-2-2), доступные только в виде трубок, которые можно использовать при более высоких скоростях потока и в присутствии абразивных частиц. Существует также более поздняя разработка для еще более высоких скоростей потока, которая содержит добавку хрома (Cu-30Ni-Cr). Доступны литые медно-никелевые сплавы
, хотя часто для насосов и клапанов в медно-никелевых системах используются никель-алюминиевые бронзы. Литой сплав Cu-30Ni-Cr был разработан в качестве альтернативы никель-алюминиевой бронзе для использования Королевским военно-морским флотом Великобритании.
Высокопрочные медно-никелевые сплавы делятся на две категории; те, которые упрочняются старением (сплавы Cu-Ni-Al) и те, которые могут быть спинодально упрочнены посредством термически индуцированных субмикроскопических колебаний химического состава (Cu-Ni-Sn и ​​Cu-30Ni-Cr). В некоторых из этих сплавов можно получить твердость, близкую к твердости высокопрочной стали, хотя их антикоррозионные и искробезопасные свойства часто являются важными требованиями.

Коррозионная стойкость

Как и другие никельсодержащие сплавы, медно-никелевые сплавы 90-10 и 70-30 имеют защитную поверхностную пленку для поддержания их коррозионной стойкости. Однако они отличаются тем, что защитные пленки являются результатом реакции с самой морской водой, а не оксидной пленкой, образующейся на воздухе, и представляют собой сложную и слоистую смесь оксидов, хлоридов и гидроксихлоридов. Эти защитные поверхности первоначально формируются быстро, но продолжают развиваться в течение месяцев и лет, обеспечивая низкую скорость коррозии. Это означает, что краткосрочные результаты скорости коррозии вводят в заблуждение. Также важно обеспечить соответствие сплавов соответствующим условиям морской воды во время первоначального воздействия, особенно во время ввода в эксплуатацию и гидроиспытаний. Это обеспечит надлежащую защиту поверхностных пленок.
Медно-никелевые сплавы не подвержены вызванной хлоридами точечной, щелевой коррозии или коррозионному растрескиванию под напряжением, что освобождает их от температурных ограничений, связанных с этими типами коррозии в нержавеющих сталях. Эти сплавы аналогичны другим медным сплавам тем, что сульфиды и аммиак могут воздействовать на поверхностные пленки. Сульфидная коррозия под напряжением и водородное охрупчивание не являются проблемой для этих сплавов; однако сульфиды могут изменить характер защитной пленки, что приведет к точечной коррозии и более высокой скорости коррозии. Поэтому следует избегать длительного контакта с загрязненной морской водой, содержащей сульфиды, или, в безветренных условиях, с отложениями, содержащими сульфатредуцирующие бактерии (СРБ). В отличие от латунных сплавов медно-никелевые сплавы обладают высокой устойчивостью к растрескиванию под напряжением аммиака, что не является проблемой в морской воде, хотя присутствие аммиака может вызвать более высокую скорость коррозии.


Поверхностная пленка может потерять свою прочность при воздействии высоких скоростей и турбулентных зон, может возникнуть эрозия-коррозия. Однако этот процесс хорошо изучен и происходит при более высоких скоростях потока в медно-никелевых сплавах, чем в других медных сплавах. Важно придерживаться соответствующих рекомендаций. Надлежащая практика проектирования и эксплуатации должна исключать обстоятельства, которые увеличивают скорость, такие как частично дроссельные клапаны, изгибы под острым углом и препятствия в системах трубопроводов.
Медно-никелевые сплавы занимают промежуточное положение в гальваническом ряду и, как правило, совместимы с другими медными сплавами. Они более благородны, чем сталь и алюминий, но могут предпочтительнее подвергаться коррозии при соединении с пассивными нержавеющими сталями, сплавами с высоким содержанием никеля и титаном.

Прикрепление морскими организмами

Прилипание морских организмов к поверхностям может вызвать различные проблемы, включая дополнительное потребление энергии, а также затраты на очистку и техническое обслуживание. Затронутые области применения включают системы забора морской воды, трубопроводы, садки для аквакультуры, корпуса лодок и морскую обшивку.

Хотя медно-никелевые сплавы могут содержать биопленки (слизь), прикрепление макроорганизмов, таких как морские травы и организмы с твердым панцирем, нарушается. Если они прикрепляются в спокойных условиях, прилипание плохое, и их можно легко удалить. Чтобы свести к минимуму прилипание, сплавы должны свободно подвергаться воздействию и не должны подвергаться воздействию катодных или других средств гальванической защиты.

Обзор свойств этих сплавов представлен в подразделах, приведенных вверху этой страницы. Для получения более подробной информации см. подраздел «Литература», который включает соответствующие публикации Института никеля, избранную литературу из других источников, а также запрос Ask US для ознакомления с данными, информацией и опытом из нашего всеобъемлющего архива. Информация также по-прежнему доступна на сайте www.coppernickel.org.

Спросите у экспертов
Мы ценим вашу конфиденциальность

Файлы cookie используются для того, чтобы мы могли анонимно анализировать использование нашего веб-сайта и количество посетителей с помощью службы Google Analytics. С политикой конфиденциальности Google Analytics можно ознакомиться здесь. Мы не храним и не отслеживаем какие-либо идентифицирующие пользователя данные о вашем посещении. Вы можете отозвать свое согласие на использование файлов cookie в любое время на странице нашей Политики конфиденциальности.

Я принимаю файлы cookie я отказываюсь от куки

Суперсплавы на основе никеля – Matmatch

Суперсплавы на основе никеля относятся к особому классу высокоэффективных сплавов, характеризующихся значительным содержанием никеля. Различия между суперсплавами на основе никеля обычно очевидны в составе материала, который настраивается для получения конкретных свойств в зависимости от предполагаемого использования.

Уникальность суперсплавов заключается в конструктивных особенностях, в первую очередь в механической прочности, долговечности и устойчивости к ряду факторов, которые в противном случае могут повредить обычные материалы.

Свойства суперсплавов на основе никеля  

Суперсплавы обладают гранецентрированной кубической структурой [1], которая связывает заранее определенные металлы, предназначенные для включения в материал. Комбинация металлических элементов зависит от свойств, которые необходимо получить от сплава.

Некоторые из наиболее распространенных свойств суперсплавов на основе никеля включают: 

Исключительная прочность  

Изделия из суперсплавов на основе никеля, такие как Inconel 625, демонстрируют предел прочности при растяжении 690 МПа и пределом текучести 275 МПа. Между тем, некоторые другие продукты могут достигать предела текучести до 1125 МПа. Эти показатели значительно выше, чем у алмаза или титана.

Высокая жаростойкость  

Уникальность сплавов на основе никеля заключается в их стойкости к высоким температурам. В то время как некоторые материалы испытывают снижение механической прочности при воздействии высоких температур [2], суперсплавы обладают внутренней тепловой защитой, которая сохраняет целостность материала.

Некоторые суперсплавы на основе никеля могут выдерживать температуры выше 1200°C, в зависимости от состава сплава. поверхность сплава. В результате материал способен противостоять окислительной коррозии [3]. По этой причине некоторые суперсплавы никеля также используются в отраслях, где оборудование необходимо погружать в морскую воду.

Обрабатываемость  

Свариваемость жаропрочных сплавов на основе никеля значительно лучше, чем у других металлов и сплавов. Это может быть связано с повышенным сопротивлением ползучести материала и высоким пределом текучести.

Примеры жаропрочных сплавов на основе никеля  

Ниже приведены некоторые широко используемые на рынке суперсплавы на основе никеля:

  • Традиционное литье: Rene 80, In-713LC
  • Монокристаллические сплавы: Rene N5, CMSX-10, TMS 138, TMS 173
  • Деформируемые суперсплавы: Inconel 718, Nimonic 80A
  • Суперсплавы порошковой обработки: Rene 95, Inconel 100, N18

 

Инконель — популярная группа суперсплавов Ni-Cr, известная своей устойчивостью к окислению и коррозии, а также высокой прочностью даже при воздействии экстремальных температур. Некоторые продукты, входящие в это семейство суперсплавов, включают Inconel 600, Inconel 625, Inconel 690 и Inconel X-750.

Производство и обработка  

Состав суперсплава во многом зависит от целевого использования материала. Никелевые суперсплавы могут содержать всего 2 других металлических компонента или до 10 легирующих элементов, составляющих почти половину всего веса сплава.

При сплавлении с растворенными веществами, такими как титан или алюминий, образуется равновесная микроструктура, состоящая из гамма и гамма-прим. Последнее обеспечивает характеристическую прочность суперсплава в условиях повышенной температуры [2].

Суперсплавы могут быть изготовлены в различных формах, таких как порошок, деформируемый или литой, и это то же самое условие для суперсплавов на основе никеля [1].

Литейные суперсплавы на основе никеля поглощают прочность материала либо за счет обработки твердым раствором, либо за счет дисперсионного упрочнения. Общие элементы, обеспечивающие упрочнение твердого раствора, включают хром, кобальт, железо, молибден, ниобий, тантал и вольфрам.

Термическая обработка повышает внутреннюю прочность суперсплава. Этот процесс может быть осуществлен посредством отжига с высоким содержанием раствора, отжига с низким содержанием раствора и снятия напряжения.

Применение суперсплавов на основе никеля  

Детали двигателя  

Благодаря своей превосходной термостойкости суперсплавы на основе никеля являются идеальными компонентами для высокоскоростных и высокофрикционных приложений, которые выделяют тепло. Этот материал нашел свое применение в производстве деталей двигателей и аксессуаров для самолетов и аэрокосмической техники.

Камеры сгорания  

Предполагается, что камеры сгорания будут работать при чрезвычайно высоких температурах, и именно здесь лучше всего использовать сплавы на основе никеля.

Паровые турбины  

Подобно оборудованию для сжигания топлива, паротурбинным электростанциям требуются термостойкие материалы, такие как жаропрочные сплавы на основе никеля, чтобы сохранить систему в целости и сохранности.

Применение в атомной энергетике  

Благодаря сочетанию коррозионной стойкости и прочности материала при экстремальных температурах этот тип суперсплава хорошо работает в атомной промышленности. На некоторых атомных электростанциях используются суперсплавы на основе никеля для активной зоны реактора, регулирующего стержня и аналогичных деталей.​

​[1] (2000) Суперсплавы. В Дэвисе, Дж. Р. (ред.) Справочник по специальности ASM: никель, кобальт и их сплавы. АСМ Интернэшнл.

[2] Новотник, А. (2016). Суперсплавы на основе никеля. Справочный модуль по материаловедению и материаловедению  

[3] Bhadeshia, HKDH (nd) Суперсплавы на основе никеля. Кембриджский университет. Получено с: https://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2003/Superalloys/superalloys.html​ 

Все о растрескивании сплавов на основе никеля под воздействием окружающей среды

Сплавы на основе никеля (Ni) используются в высококоррозионных средах и часто там, где другие металлы, такие как нержавеющая сталь, обладают недостаточной коррозионной стойкостью. Поскольку сплавы на основе никеля, как правило, более устойчивы к коррозии, чем нержавеющие стали, они часто заменяют нержавеющие стали, в которых присутствуют хлориды, и в сочетании с минимальными остаточными напряжениями могут вызывать коррозионное растрескивание под напряжением хлоридов (SCC) этих сплавов. (Подробнее по этой теме см.: Коррозионное растрескивание аустенитной нержавеющей стали под напряжением хлорида.)

Объявление

Похоже, выбран сплав C276, который практически невосприимчив к SCC.

Кроме того, многие считают, что сплавы на основе никеля также устойчивы к растрескиванию под воздействием окружающей среды (EAC). Однако, к сожалению, существуют некоторые специфические условия — в сочетании с определенными микроструктурными изменениями — где эти сплавы также могут быть подвержены EAC. (Обратите внимание, что требуемое растягивающее напряжение может быть либо приложенным, либо остаточным.)

Реклама

В этой статье будут освещены условия, в которых различные классы сплавов на основе никеля подвержены EAC. Такое растрескивание не всегда очень распространено; но если эти среды потенциально присутствуют, настоятельно рекомендуется оценка потенциального растрескивания с помощью испытаний, например, U-образного изгиба, С-образного кольца или оценки медленной скорости деформации. В этой статье не проводится различие между SCC и водородным охрупчиванием.

Растрескивание сплавов на основе никеля под влиянием окружающей среды: основы

Для водных галогенидных систем сочетание условий может способствовать склонности сплавов на основе Ni к ЭАС. К ним относятся:

  • Температура выше 205 градусов Цельсия.
  • Высокая концентрация хлоридов.
  • Кислотные условия.
  • Наличие окислителей.
  • Наличие сероводорода (H 2 S).
  • Высокое растягивающее напряжение.

Существует две основные классификации сплавов на основе никеля: жаропрочные и коррозионностойкие. И последняя категория состоит из трех основных типов:

  • Ni-Mo сплавы.
  • Сплавы Ni-Cr-Mo.
  • Сплавы Ni-Cr-Fe-(Mo).

Новые методы оценки растрескивания под воздействием окружающей среды в суперсплавах на основе никеля

Хотя испытание на медленную скорость деформации, также известное как испытание на усталость с выдержкой, может дать меру восприимчивости сплава к EAC, оно не всегда дает достаточную информацию о механизм взлома.

Реклама

В принципе, методы могут быть использованы для исследования областей вершины трещин усталостных образцов. Возможные методы включают просвечивающую электронную микроскопию в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (EDXA), масс-спектрометрию вторичных ионов в наномасштабе (nano-SIMS) и атомно-зондовую томографию — все они использовались для изучения этой проблемы.

Эти исследования показали, что ухудшение состояния окружающей среды часто происходит очень локально в субмикронном масштабе. Однако до сих пор не изучено влияние экологических повреждений на локальные механические свойства в области перед вершиной трещины. Использование методов микромеханических испытаний теперь может применяться для оценки механического поведения в субмикронном масштабе. Используя эти тесты, мы можем проводить измерения в субмикронных масштабах для конкретных участков; и это может сыграть решающую роль в лучшем понимании механизмов взлома.

Растрескивание никель-молибденовых сплавов под влиянием окружающей среды

Наиболее распространенными сплавами никель-молибденового сплава являются сплав B, сплав B2 и сплав B3. Эти сплавы обладают отличной коррозионной стойкостью в неокисляющих и восстанавливающих кислых средах и показали свою устойчивость к Cl-SCC, например, в кипящих растворах хлорида магния (MgCl 2 ).

Сплав B2 — и в некоторой степени сплав B3 — при нагревании до температуры от 550 до 850 градусов Цельсия теряют пластичность из-за твердофазного образования упорядоченной интерметаллической фазы, такой как Ni 4 Mo. Такие фазы могут возникать в околошовной зоне (ЗТВ) при сварке. Исследования медленной скорости деформации продемонстрировали склонность этих сплавов к растрескиванию в восстановительных кислотных условиях при термообработке до 570 градусов Цельсия или в условиях, типичных для сварки.

Степень растрескивания связывают с образованием интерметаллической фазы и последующим водородным (H 2 ) охрупчиванием. Это исследование могло бы объяснить наблюдаемое межкристаллитное растрескивание в ЗТВ сплава В2 при воздействии органических растворителей, содержащих следы серной кислоты (H 2 SO 4 ) и транскристаллитный крекинг в присутствии йодистого водорода (HI).

Химический состав катодных и анодных растворов вблизи сварных швов может быть решающим фактором для EAC. Состав Alloy B3 замедляет реакцию старения и позволяет использовать его в состоянии после сварки, что может снизить потенциал EAC.

Экологически обусловленное растрескивание в сплавах Ni-Cr-Mo

Сплавы Ni-Cr-Mo являются наиболее универсальными сплавами на основе Ni из-за включения молибдена (Mo), который может повысить коррозионную стойкость в восстановительных условиях, и присутствия хрома (Cr), который обеспечивает большую коррозионную стойкость в окислительных условиях.

Hastelloy C был первым сплавом этой группы и послужил основой для разработки многих сплавов, включая сплавы C276, C4, C22, C-2000, 625, 5923hMo и 686. При старении этих сплавов при температурах выше 600 градусов Цельсия может происходить выделение тетраэдрически замкнуто упакованных фаз, что может снизить их пластичность. Время, необходимое каждому сплаву для трансформации через эти фазы, варьируется; например, сплав С4 обладает более высокой устойчивостью к таким микроструктурным изменениям, чем сплав С276. Восприимчивость к EAC также может быть увеличена при холодной обработке с последующей низкотемпературной обработкой. Таким образом, эти сплавы могут иметь склонность к EAC в средах, содержащих H 2 S.

Также сообщалось, что сплавы C276 и 625 могут страдать от межкристаллитного растрескивания при воздействии различных водных растворов вблизи критической точки воды. Испытания на расширение трещины в кислом растворе для имитации ядерных отходов для сплавов C4, -22 и 625, по-видимому, связаны со временем, которое для таких агрессивных и критических сред должно включать более длительные испытания.

Для влажно-горячего фтористого водорода (HF) — и в зависимости от температуры и концентрации HF — эти сплавы могут быть восприимчивы к EAC. Наиболее уязвимы сплавы, содержащие вольфрам.

Высокие уровни Mo в этих сплавах вредны для горячих едких сред, поскольку Mo и Cr разлагаются. Такой механизм может способствовать транскристаллитному растрескиванию в сплаве С276. Однако восприимчивость также может зависеть от условий тестирования.

Alloy C22 чувствителен к EAC в средах, содержащих хлориды и бикарбонаты (HCO 3 ) или карбонаты, при повышенной температуре и анодном потенциале. Потери Cr при растворении HCO 3 в защитной оксидной пленке может быть источником восприимчивости.

Растрескивание сплавов Ni-Cr-Fe-(Mo) под воздействием окружающей среды

Сплавы Ni-Cr-Fe-(Mo) включают сплавы 600, 690, 825 и 800. Они широко используются в различных областях: например, в средах первичного водяного реактора.

В частности, было обнаружено, что сплавы 600 и 690 подвержены ЭАС в чистой воде и щелочи с предрасположенностью к растрескиванию, сильно зависящей от температуры, уровня растягивающего напряжения, присутствия H 2 газ, рН раствора и электрохимический потенциал. Металлургические факторы, влияющие на растрескивание, включают наличие второстепенных или примесных элементов, степень холодной обработки и термической обработки для образования и локализации карбидов. Сплав 690, имеющий более высокое содержание Cr, обладает большей устойчивостью к растрескиванию, чем сплав 600 в этих средах; но все же может треснуть.

Было высказано предположение, что диффузия кислорода внутрь на границах зерен может привести к межкристаллитному окислению Cr, где охрупчивание при межкристаллитном окислении является предшественником последующего растрескивания. Сплав 800 также подвержен EAC в этих условиях; но механизм другой. При температуре 300 градусов Цельсия и pH выше 10 может происходить отщепление железа (Fe) и хрома, что приводит к механизму расщепления пленки. Присутствие анионов свинца (Pb) или сульфатных анионов может усилить деградацию Alloy 800 в этих условиях.

Сплав 825 более устойчив к Cl-SCC, чем аустенитные нержавеющие стали; однако он все еще восприимчив. Сплавы 800 и 825 при нагревании до температуры от 400 до 800 градусов Цельсия будут сенсибилизироваться, что представляет собой карбиды хрома, осаждающиеся на границах зерен. Если условия процесса таковы, что на поверхности металла образуется сульфидная окалина, эти сплавы подвержены коррозионному растрескиванию под действием политионовой кислоты. (Подробнее по этой теме см.: Коррозионное растрескивание аустенитной нержавеющей стали под действием политионовой кислоты.)

Морфология трещин в сплавах на основе никеля

Морфология трещин ЭАС для сплавов на основе никеля может быть транскристаллитной (сквозь зерна), межкристаллитной (по границам зерен) или смешанной, с разветвленным вторичным растрескиванием в зависимости от условий окружающей среды, таких как температура , наличие технологических примесей, химические процессы и микроструктурные изменения. Однако наличие этих трещин не означает автоматически, что EAC является механизмом разрушения, поскольку другие механизмы, такие как растрескивание при релаксации напряжений, распространяются по межкристаллитному типу. (Дополнительную информацию по этой теме см. в разделе: Растрескивание из-за релаксации напряжения, забытое явление.)

Для правильного определения точного вида отказа может потребоваться подробный анализ отказов, включая тщательную оценку условий процесса и возможное тестирование на EAC. .

Реклама

Связанные термины
  • Никель
  • Сплав
  • Сплав 200
  • Сплав B2
  • Сплав C22
  • Сплав C276
  • Сплав 800
  • Сплав 600
  • Сплав 625
  • Экологический крекинг

Поделиться этой статьей

Aufhauser – Сплавы на основе никеля

Aufhauser Никелевые сплавы используются во множестве специфических и узнаваемых промышленных и потребительских товаров, включая нержавеющую сталь, магниты Alnico, монеты, перезаряжаемые батареи, струны для электрогитар, микрофонные капсюли и специальные сплавы.

 

Никелевый сплав Классификация:

Никель Никель-медь Медно-никелевый сплав Никель-хром

Никель-хром-молибден Никель-хром-кобальт-молибден Чугунные электроды

 

 

 

Никель

Никелевый сплав 141
(ENi-1)
Электрод с покрытием
Это никелевый сплав 95Ni, 2,5Ti. Он используется для сварка кованых и литых форм из технически чистых никель (никель 200 и 201) к себе и к стали (т. е. соединение никеля со сталью и наплавка стали с никелем). Типичные характеристики для этого никеля основной металл ASTM B160, B161, B162, B163, все которые имеют номера UNS N02200 или N02201. Электроды до размера 1/8″ можно использовать во всех положениях. Электроды большего размера используются только в горизонтальном и плоские положения.

Никелевый сплав 61
(ЭРНи-1)
МИГ/ТИГ

Аналогичные к NickelAlloy 141. это сплав 96 Ni, 3 Ti. Это предназначен для сварки кованых и литых форм из технически чистый никелевый сплав (ASTM B160, B161, B162, B163, все из которых имеют номера UNS N02200 или N02201) к себе с помощью процессов GTAW, GMAW, SAW и PAW. Присадочный металл содержит достаточное количество титана для контроля пористость металла шва при этих сварочных процессах.

 

 

 

Никель-медь

Никелевый сплав 190
(ЭНиКу-7)
Электрод с покрытием

Это это сплав 66 Ni, 30 Cu, 3 Mn, 1 Fe. Используется для сварки медно-никелевых сплавов к себе и к стали, для сварка плакированной стороны соединений из стали, плакированной никель-медного сплава, а для наплавки стали с наплавленный металл из никель-медного сплава. Типичные характеристики для никель-медный основной металл – ASTM B127, B163, B164, B165, все из которых имеют номер UNS N04400. Электроды до размера 1/8″ можно использовать во всех положениях.

Никелевый сплав 60
(ERNICu-7)
MIG/TIG
Сплав 400 к самому себе и к стали. Наплавка на сталь под флюсом.

Номинальный состав металла шва по этой классификации: 65 Ni, 30 Cu, 3 Mn, 2 Ti. Присадочный металл этого класса используется для сварки никель-медного сплава (ASTM B127, B163, B164, B165, все из которых имеют номер UNS N04400) с использованием процессов GTAW, GMAW, SAW и PAW. Присадочный металл содержит достаточное количество титана для контроля пористости при этих процессах сварки.

 

 

 

Медно-никелевый сплав

Медь Никель 715
[НикельСплав 187]
(ECuNi)
С покрытием Электрод

Медно-никелевый сплав сплавы и отборные бронзы к себе и к сплаву 400 или сплав 200.

Электроды медно-никелевой классификации используются для экранированных металлическая дуговая сварка или кованая или литая 70/30, 80/20 и 90/10 медно-никелевых сплавов к себе или к друг друга. Они также используются для сварки плакированных сторона из стали, плакированной медно-никелевым сплавом. Предварительный нагрев, как правило, не обязательно.

Медь Никель 715
[НикельСплав 67]
(ERCuNi)
MIG/TIG

Медно-никелевые сплавы и выбранные бронзы сами по себе и к сплаву 400 или сплаву 200.

В медно-никелевые присадочные металлы, добавка никеля упрочняет металла сварного шва и повышает коррозионную стойкость, особенно против соленой воды. Металл шва имеет хорошая пластичность в горячем и холодном состоянии. Медно-никелевый наполнитель металлы используются для сварки большинства медно-никелевых сплавов. При использовании процессов GTAW или GMAW предварительный нагрев не требуется. Сварка производится во всех положениях.

 

 

 

Никель-хром

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

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
(ERNICr-3)
MIG/TIG
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 стареет 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 процесс. Он используется для тяжелых приложений, где температура воздействия может превышать 2100°F.

Никелевый сплав 72
(ERNICr-4)
MIG/TIG
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. 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.

 

 

 

Никель-хром-молибден

Никелевый сплав 112
(ENiCrMo-3)
Электрод с покрытием
Инконель сплав 625, сплав инколой 825, сплав инколой 25-6mo и монель сплав 400; супераустенита и инко-сплава 400.
Разнородная сварка никелевых сплавов и нержавеющих стали. Наложение.

состав металла шва, полученного электродами этот класс 60 Ni, 22 Cr, 9 Mo, 5 Fe, 3,5 Nb плюс Та. Электроды этой классификации используются для сварка сплавов Ni-Cr-Mo между собой и со сталью, и для наплавки стали наплавленным металлом Ni-Cr-Mo. Эти электроды также можно использовать для сварки никелевой основы сплавы со сталью. Электроды используются в приложениях где температура колеблется от криогенной до 1000°F. Типичные характеристики имеют UNS N06625.

Никелевый сплав 625
(A5. 14 ERNiCrMo-3)
(AMS 5837)
MIG/TIG
Похожие к NickelAlloy 112.

номинальный состав металла шва этого класса 61 Ni, 22 Кр, 9Mo, 3,5 Nb плюс Ta. Используется для сварки сплавы с UNS N06625 к себе, к стали, к другим сплавы на основе никеля, для плакирования стали хромоникелевым молибденовый наплавленный металл, а для сварки плакированной стороны сварки соединений стали сплавом Ni-Cr-Mo методом GTAW, Процессы GMAW, SAW и PAW. Диапазон температур то же, что и выше.

Никелевый сплав С-276
(E/ER NiCrMo-4)
MIG/TIG
Электрод с покрытием
Инко Сплав C-276 и другие стойкие к коррозии Ni-Cr-Mo сплавы.
Легированная плакированная сталь. Накладная сталь.

номинальный состав металла шва этого класса 57 Ni, 16 Cr, 15,5 Mo, 5,5 Fe, 4 Вт. Используется для сварки Ni-Cr-Mo металлы с UNS N10276 к себе, к стали, к другим сплавам на основе никеля, а также к плакирующей стали с металлом сварного шва Ni-Cr-Mo с использованием процессов GTAW и GMAW.

Используется только в горизонтальном положении.

Никелевый сплав 122
(ENiCrMo-10)
Электрод с покрытием
Инконель сплав 622 и другие сплавы Ni-Cr-Mo, устойчивые к коррозии, плакированные стали, дуплексные, супердуплексные и супераустенитные нержавеющие стали.
Наплавка на сталь.

номинальный состав металла шва, наплавленного электродами этого класса 56 Ni, 22 Cr, 13 Mo, 4 Fe, 3 W. Б/у для сварки сплавов Ni-Cr-Mo, для сварки плакированная сторона соединений из стали, плакированной сплавом Ni-Cr-Mo, стали и их сплавам на основе никеля. и для соединение сплавов Ni-Cr-Mo. Типичные характеристики – основные металлы имеют номер UNS N06022. Больше 1/8″, сварка только в плоском положении.

Никелевый сплав 622
(ERNICrMo-10)
MIG/TIG
Похожие к NickelAlloy 122.

номинальный состав металла шва, наплавленного электродами этого класса 56 Ni, 22 Cr, 13 Mo, 4 Fe, 3 W. Б/у для сварки основных металлов UNS N06022 с собой, со сталью и к другим сплавам на основе никеля. И для облицовки сталь с наплавленным металлом Ni-Cr-Mo с использованием GTAW, GMAW и PAW-процессы.

Никелевый сплав 686
(E/ER NiCrMo-14)
MIG/TIG
Электрод с покрытием

Инконель Сплав 686 и другие сплавы Ni-Cr-Mo, устойчивые к коррозии. Легированная плакированная сталь.
Наплавка на сталь.

номинальный состав металла шва, полученного этим класс 57 Ni, 21 Cr, 16 Mo, 4 W. Сварка Ni-Cr-Mo с UNS N06686 к себе, к стали, к другому никелю базовых сплавов и для плакирования стали методом GTAW, Процессы GMAW и SAW.

Электрод: Применения, подверженные сильной коррозии, где сопротивление к восстановительным, окислительным, щелевым и питтинговым условиям требуется для. Рекомендуется для коррозионностойких наплавка из недрагоценных металлов для тех же среды.

Никелевый сплав 725
(ERNICrMo-15)
MIG/TIG
Инконель Сплав 725, сплав Incoloy 925 и высокопрочный, низколегированный стали.
Поддается термообработке. Наплавка на сталь.

номинальный состав металла шва, полученного этим класс 57 Ni, 21 Cr, 8 Mo, 3 Nb плюс Ta, 1,4 Ti. Присадочный металл этих спецификаций используется для сварка сплавов Ni-Cr-Mo с UNS N07725, и для плакирования стали с использованием процессов GMAW и GTAW. Металл шва твердеет при термообработке.

 

 

 

Никель-хром-кобальт-молибден

Никелевый сплав 117
(ENiCrCoMo-1)
Электрод с покрытием

Тяжелая сопротивление ползучести. сплав инконель 617, сплавы инколой 800, 800H, 800HT и 803, HP 45 и другие литые сплавы и разнородные металлы для работы при высоких температурах до 2100°F.

Никелевый сплав 617
(ERNICrCoMo-1)
MIG/TIG
Похожие к NickelAlloy 117

номинальный состав металла шва этого класса 53 Ni, 23 Cr, 12 Co, 9Мо и 1 Fe. Используется для сварки Ni-Cr-Co-Mo сплавляет UNS N06617 с самим собой, используя Процессы GTAW и GMAW.

 

 

 

Электроды для чугуна

Никелевый стержень #99
(ENiCl)

С этот экструдированный электрод, сварочный нагар преимущественно никель, следовательно, сварные швы твердые, но поддающиеся механической обработке. Отлично подходит для соединения, заполнения и наращивания всех специальные чугуны. Превышайте спецификации. для AWS ENiCI.

Никелевый стержень #55
(ENiFeCl)

Наплавленный наплав содержит меньше никеля, чем #99, и легче поддается механической обработке. Дуга стабильная, форма бусинки отлично, а отложения гладкие и однородные. Узкая зона сплавления шва уменьшает твердые участки ЗТВ до минимума. Превышает спецификации для AWS ENiFeCI.

Никелевый стержень № 42

Никель-медь электрод из сплава. Высокая прочность, коррозионная стойкость электрод для сварки кованых и литых форм из промышленных чистый никель; соединение никелевых сплавов со сталью; всплытие сталь с никелем и т.д. Широко используется Aufhauser 42 в химической, пищевой, молочной и нефтеперерабатывающей промышленности (но не рекомендуется там, где есть сера или свинец). подарок).

Никелевый стержень № 33

Никель-хром электрод из сплава. Универсальный электрод для сварки никель-медь сплавы; соединение медно-никелевых сплавов со сталью; сварка плакированная сторона из стали, плакированной медно-никелевым сплавом; а также наплавка стали медно-никелевым сплавом. Это отлично для применений, требующих коррозионной и/или термостойкости.


Также обратите внимание на Серебряный припой для чугуна


Сплавы на основе никеля в аэрокосмической промышленности

Элемент номер 28 Периодической таблицы элементов – никель. В сочетании с другими металлами, такими как сталь, этот твердый, но поддающийся формованию металл
образует полезные сплавы. Эти сплавы обладают магнитными свойствами, устойчивы к износу и выдерживают очень высокие температуры. Эти свойства
rties дают сплавам на основе никеля множество эффективных применений в аэрокосмической промышленности.

Самолеты и космические корабли представляют собой сложные машины, спроектированные и построенные в соответствии с точными спецификациями. Во многих случаях правильность и надежность работы этих аппаратов AI
является вопросом жизни и смерти. Имея это в виду, аэрокосмические инженеры полагаются на сплавы на основе никеля , чтобы реагировать на
по желанию, когда они сталкиваются с определенными условиями в полете. Вот краткий обзор того, какой вклад эти гибридные металлы вносят в аэрокосмическую промышленность.

Никелевые сплавы в газовых турбинах

Одним из лучших применений никелевых сплавов являются газовые турбины в двигателях самолетов. Турбина представляет собой вращающийся вентилятор, который использует один источник энергии для выработки другого, например, гидроэлектростанция или ветряная турбина. Принцип тот же, что и в газовой турбине самолета, за исключением того, что g
под давлением вырабатывает энергию, необходимую для вращения турбины. Турбина самолета создает тягу, которая отталкивает самолет от земли
д, так и по воздуху.

Во время Второй мировой войны газотурбинные двигатели требовали частого обслуживания, поскольку высокие температуры в двигателе внутреннего сгорания
быстро вызывали коррозию сплавов стали . Ученые и инженеры обратились к никелю с его термостойкостью и коррозионной стойкостью, чтобы решить эту проблему.

Авиаконструкторы заменили сплавы нержавеющей стали в турбинах сплавами никеля, особенно в камере сгорания. В комбу
stion, топливные форсунки выпускают непрерывный поток сжатого газа, а пламегаситель поддерживает его горение на протяжении всего полета, несмотря на большой объем ветра, проходящего через турбину. Из-за этого непрерывного пламени камера сгорания должна выдерживать высокие температуры в течение 900 17 часов в течение продолжительных периодов времени. Никелевые сплавы делают это возможным.

Обнаружив ценность никелевых сплавов в газовых турбинах, аэрокосмические инженеры продолжили совершенствовать никелевые сплавы для полетов самолетов.
Добавление в сплав других металлов, таких как вольфрам и молибден, сделало его еще более жаростойким. Нанесение покрытий на основе алюминия
нг придало никелевым сплавам большую устойчивость к коррозии и ржавчине. Новые методы литья сплавов придали им необходимую направленную прочность
ч.

Сегодня реактивный двигатель вмещает около 1,8 тонн никелевых сплавов . Эти никелевые сплавы позволяют реактивному двигателю налетать около 20,0
00 часов, прежде чем потребуется капитальный ремонт. Сравните это с 5-часовым полетным ресурсом самолетов до того, как никелевые сплавы стали стандартом 9.0017 , и ясно, что никелевые сплавы необходимы в аэрокосмической промышленности .

Никелевые сплавы в других частях самолетов

Несмотря на то, что они наиболее известны благодаря повышению эффективности газовых турбин, никелевые сплавы находят применение и в других частях самолетов.
Alloy 80A устойчив к изменению формы даже при экстремально высоких температурах и при интенсивных нагрузках. Он обычно встречается в выпускном клапане самолета e
, который выпускает горячий выхлоп из двигателя.

Монель — еще один никелевый сплав, используемый в самолетах. Этот металл содержит 68% никеля, 29% меди и меньшее количество железа, марганца
е и других элементов. Подобно стали во многих отношениях, монель обладает высокой устойчивостью к нагрузке на вес (известной как предел прочности при растяжении), и
d можно сваривать. В выхлопных коллекторах, клапанах и патрубках карбюраторов, а также в шестернях и цепях, управляющих шестернями двигателя, содержится монель. Заклепки из монеля используются для крепления сплавов никеля и стали тоже на месте.

Сплавы никеля на лунном модуле

Сплавы на основе никеля настолько полезны в аэрокосмической промышленности , что они побывали на Луне. В 1960-х годах американские миссии A
позволили 12 мужчинам пройтись по Луне. Чтобы добраться туда, эти астронавты использовали космический корабль, разработанный специально для
на Луне: лунный модуль или LM.

По данным Смитсоновского национального музея авиации и космонавтики, сплавы на основе никеля составляют большую часть черных внешних частей LM.
В этих черных деталях использовался сплав никеля и стали для поглощения и отражения солнечного тепла от LM. С помощью до 25 слоев покрытия из алюминия
minum поверх никелевого сплава эти детали также защищали космический корабль от крошечных метеоритов.

Никелевые сплавы, используемые в LM, были невероятно тонкими: толщина 0,0021072 мм/0,0000833 дюйма. Сравните это с обычной алюминиевой фольгой
толщиной около 0,2 мм/0,0079 дюйма. Лист бумаги для принтера обычно имеет толщину 0,1 мм/0,0038 дюйма. 1995 фильма «Аполлон-13» функция
является отсылкой к этим очень тонким частям LM. Во время трансляции космического корабля на Землю Джим Ловелл (в роли Тома Хэнкса) говорит, что
t «кожа LM в некоторых местах толщиной всего в пару слоев фольги, и это все, что защищает нас от вакуума космоса». спак
е.»

Очевидно, что никелевые сплавы тесно связаны с историей аэрокосмической отрасли. Без этих жаростойких и коррозионностойких металлических сплавов мы не смогли бы сегодня так легко путешествовать по океанам, и люди не ходили бы по поверхности Луны.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *