Højtemperaturlegeringer-nikkelbaserede legeringer
Højtemperaturlegeringer refererer til en type metalmateriale baseret på jern, nikkel og kobolt, der kan arbejde ved høje temperaturer over 600 grader og under visse belastninger i lang tid og har høj højtemperaturstyrke, god oxidationsbestandighed og modstand mod varm korrosion. , god træthedsydelse og brudsejhed og andre omfattende egenskaber, det kaldes superlegering i Europa og USA. Det bruges normalt til komponenter, der arbejder under høj temperatur (600 ~ 1200 grader) og komplekse stressforhold i lang tid.
Nikkelbaseret legering er i øjeblikket den mest udbredte højtemperaturlegering og bruges hovedsageligt i arbejdsmiljøer som høj temperatur, stærk syre eller alkali og stærk oxidation. Dens udvikling og anvendelse begyndte i slutningen af 1930'erne på baggrund af, at fremkomsten af jetfly stillede højere krav til ydeevnen af højtemperaturlegeringer. Denne artikel vil introducere nikkel-baserede legeringer fra følgende aspekter.
slags
Opdelt efter ydeevne:
Nikkelbaseret korrosionsbestandig legering: De vigtigste legeringselementer er kobber, krom og molybdæn. Det har god omfattende ydeevne og kan modstå forskellige syrekorrosion og spændingskorrosion. Indeholder hovedsageligt nikkel-kobber (Ni-Cu) legering (Monel legering), nikkel-chrom (Ni-Cr) legering (nikkelbaseret varmebestandig legering, Incoloy, Inconel serien), nikkel-molybdæn (Ni-Mo) legering ( Hastelloy B-serien), nikkel-chrom-molybdæn (Ni-Cr-Mo) legering (primært Hastelloy C-serien) osv. Samtidig er rent nikkel også en typisk repræsentant for nikkelbaserede korrosionsbestandige legeringer.
Nikkelbaseret slidbestandig legering: De vigtigste legeringselementer er krom, molybdæn og wolfram og indeholder også små mængder niob, tantal og indium. Udover slidstyrken har den også gode antioxidations-, korrosions- og svejseegenskaber.
Nikkelbaserede præcisionslegeringer: herunder nikkelbaserede bløde magnetiske legeringer, nikkelbaserede præcisionsmodstandslegeringer og nikkelbaserede elektrotermiske legeringer osv. Den mest almindeligt anvendte bløde magnetiske legering er Permalloy, som indeholder omkring 80 % nikkel. Den har høj maksimal magnetisk permeabilitet og initial magnetisk permeabilitet og lav tvangskraft. Det er et vigtigt jernkernemateriale i elektronikindustrien. De vigtigste legeringselementer i nikkelbaseret præcisionsmodstandslegering er krom, aluminium og kobber. Denne legering har høj resistivitet, lav temperatur-resistivitetskoefficient og god korrosionsbestandighed og bruges til at fremstille modstande. Nikkelbaseret elektrisk varmelegering er en nikkellegering indeholdende 20 % krom. Det har gode antioxidations- og anti-korrosionsegenskaber og kan bruges i lang tid ved temperaturer på 1000 til 1100 grader.
Nikkelbaseret hukommelseslegering: en nikkellegering indeholdende 50 (at) % titanium. Dens genopretningstemperatur er 70 grader, og dens formhukommelseseffekt er god. En lille ændring i andelen af nikkel-titaniumkomponenter kan ændre genvindingstemperaturen inden for intervallet 30 til 100 grader.
Almindelige egenskaber af nikkelbaseret legering
Inconel 600: Den har god korrosionsbestandighed og oxidationsbestandighed ved høje temperaturer, fremragende varme- og koldbehandlings- og svejseegenskaber og har tilfredsstillende termisk styrke og høj plasticitet under 700 grader;
Inconel 625: Fremragende modstandsdygtighed over for grubetæring, spaltekorrosion, intergranulær korrosion og erosion i chloridmedier; syrefast og god svejsbarhed; lav-cyklus træthedsversioner af Inconel 625 er almindeligt anvendte bælge.
Inconel 690: Koboltindholdet er lavt, velegnet til atomenergi-relaterede applikationer, og resistiviteten er lav. For eksempel er varmeoverførselsrørene til dampgeneratorer i trykvandsreaktorkernekraftværker alle lavet af 690-materiale.
Inconel 713C: Udfældningshærdet nikkel-chrombaseret støbelegering.
Inconel 718: Med "faseforstærkende fase, god svejseydelse.
Inconel 751: Tilføjelse af mere aluminiumindhold giver den bedre brudstyrke i højtemperaturområdet nær 870 grader.
Inconel 792: Tilføjelse af mere aluminiumindhold gør den mere korrosionsbestandig ved høje temperaturer, hvilket gør den velegnet til fremstilling af gasturbiner.
Inconel 939: ' faseforstærkning for at øge svejseydelsen.
Incoloy 020: Udviser fremragende korrosionsbestandighed i kemiske miljøer indeholdende svovlsyre, chlorid, fosforsyre og salpetersyre.
Incoloy 028: Modstandsdygtig over for både syrer og salte, kobberindholdet gør den modstandsdygtig over for svovlsyre.
Incoloy 330: Udviser god styrke ved høje temperaturer og god modstandsdygtighed over for oxiderende og reducerende miljøer.
Incoloy 800: Den har fremragende modstandsdygtighed over for spændingskorrosionsrevner i chlorid, lavkoncentrationsvandige NaOH-opløsninger og højtemperatur- og højtryksvand. Det kan forblive stabilt og bevare sin austenitiske struktur selv efter langvarig udsættelse for høje temperaturer.
Incoloy 803: Designet til brug i svovlrige miljøer.
Incoloy 825: Det har god korrosionsbestandighed i reducerende og oxiderende syrer, modstandsdygtighed over for spændingskorrosionsrevner, grubetæring og sprækkekorrosion, fremragende korrosionsbestandighed over for svovlsyre og fosforsyre og gode varme- og koldebehandlingsegenskaber. , let at koldforme og svejse.
Incoloy 908: har høj trækstyrke, modstandsdygtighed over for udmattelsesrevnevækst, god svejsbarhed, metallurgisk stabilitet og duktilitet, høj brud- og slagstyrke, lav termisk udvidelseskoefficient, modstandsdygtighed over for iltskørhed og ingen revnedannelse under varmbehandlingskarakteristika.
Incoloy 907: Høj styrke og lav termisk udvidelseskoefficient ved høje temperaturer.
Incoloy 945X: Designet til klorrige miljøer øger molybdæn dets modstandsdygtighed over for sprækkekorrosion og grubetæring.
Incoloy MA956: Fremstillet gennem mekanisk legering snarere end en integreret smelteproces, det er svært at svejse og skal opvarmes til 200C for at dannes.
Monel 400: Den har høj styrke og fremragende korrosionsbestandighed i sure og alkaliske miljøer, især velegnet til at reducere forhold. Det har også god duktilitet og termisk ledningsevne. Almindeligvis brugt i skibsteknik, kemisk og kulbrintebehandling, varmevekslere, ventiler og pumper.
Monel 401: Den har egenskaberne af let wolfram inert gas-afskærmet svejsning, modstandssvejsning og lodning. Til specialiserede elektriske og elektroniske applikationer.
Monel 404: Kan bruges til svejsning og smedning ved brug af almindelige svejseteknikker, men kan ikke varmbehandles. Den har lav temperatur, lav permeabilitet og gode loddeegenskaber. Anvendes generelt til transistorer og metaltætninger.
Monel 405: let at skære, primært brugt som råmateriale til automatiske skruemaskiner, og anbefales generelt ikke til andre applikationer.
Monel 450: Har god udmattelsesstyrke og høj varmeledningsevne. Anvendes generelt i kondensatorer, destillere, fordampere og varmevekslerrør samt saltvandsrør.
Monel K-500: Den har stort set samme ydeevne som Monel 400 og bruges almindeligvis i pumpeaksler, pumpehjul, skrabere, oliebrøndsborekraver, instrumenter og elektroniske komponenter.
Monel 502: har god krybemodstand og oxidationsmodstand, og kan også behandles som austenitisk rustfrit stål.
Hastelloy B-2: Fremragende korrosionsbestandighed i reducerende miljøer.
Hastelloy B-3: en opgraderet version af B2, har fremragende korrosionsbestandighed over for saltsyre ved enhver temperatur og koncentration;
Hastelloy C-4: God termisk stabilitet, god sejhed og korrosionsbestandighed ved 650~1040 grader;
Hastelloy C-22: Dens modstandsdygtighed over for ensartet korrosion i oxiderende medier er bedre end C-4 og C-276, og dens modstandsdygtighed over for lokal korrosion er fremragende;
Hastelloy C-276: har god modstand mod oxidativ og moderat reduktionskorrosion og fremragende modstandsdygtighed over for spændingskorrosion;
Hastelloy C-2000: Den mest omfattende korrosionsbestandige legering med fremragende ensartet korrosionsbestandighed i både oxiderende og reducerende miljøer;
Hastelloy G-30: Nikkelbaseret legering med højt chromindhold, fremragende ydeevne i phosphorsyre og andre stærkt oxiderende blandede syremedier;
Hastelloy X: Kombineret høj styrke, antioxidant og nem forarbejdning.
Sammenligning af karakteristika for almindeligt anvendte mærker
Den kemiske sammensætning af N5 svarer til N02201, og den kemiske sammensætning af N6 og N7 svarer til N02200. Da N02200 har et kulstofindhold på mindre end eller lig med 0,15%, gør grafitisering ved 315 grader materialet sprødt, så den maksimale anvendte temperatur er 315 grader.
8{{10}}0, 800H og 800HT har den samme kemiske grundstofsammensætning i ASME-standarden. 800 har det laveste kulstofindhold, udglødningstemperaturen er 982-1038 grader, og brugstemperaturen er under 600 grader; 800H har et begrænset indhold af Al+Ti, og efter speciel behandling af fast opløsning (1121-1177 grad ), er krystalkornene grove, og kornene er ASTM- 5.0, krybebrudmodstanden over 600 grader er væsentligt forbedret; 800HT øger indholdet af Al+Ti. Efter speciel behandling af fast opløsning (1121-1177 grad) er krystalkornene grove, og kornene er ASTM-5.0, som har den højeste krybebrudmodstand over 700 grader og har en væsentlig forbedring. Hvis varmebehandlingstemperaturen er for høj, vil materialekornene udvide sig, have højere krybegrænse og varig styrkegrænse og reducere sejheden. Højere varmebehandlingstemperaturer resulterer i hurtigere nukleering og et øget antal krystaller. På dette tidspunkt er kornene relativt fine. Når holdetiden forlænges, vil kornene vokse. Når afkølingshastigheden er langsom, vil kornene også blive større. Generelt gælder det, at jo højere temperatur (mindre gradient), jo større er kornstørrelsen. Jo mindre korn, jo højere styrke og hårdhed, og jo bedre plasticitet og sejhed. Men i et arbejdsmiljø med høje temperaturer bliver kornene grovere, og den samlede længde af korngrænserne reduceres. Deformationen eller skaden forårsaget af glidning langs korngrænserne eller krybeydelsen forbedres.
Den vigtigste kemiske sammensætning af N06600: 72Ni-15Cr-8Fe, den vigtigste kemiske sammensætning af N08800: 33Ni-42Fe-21Cr, hvilket svarer til at dividere 72Ni-indholdet i N06600 til 33Ni+45Fe og reducere omkostningerne ved at erstatte en del af nikkelen.
Den vigtigste kemiske sammensætning af N10675 er 65Ni-29.5Mo-2Fe-2Cr, og den kemiske sammensætning af N10276 er 54Ni-16Mo-15Cr. Det kan omtrent betragtes som at dele 29,5Mo i N10675 i 16Mo+15Cr. På grund af stigningen i Cr-indhold er materialet modstandsdygtigt over for korrosion af oxiderende medier. Evne.
