Τι είναι ένα κράμα με βάση το νικέλιο;

Ένα κράμα με βάση το νικέλιο είναι ένα κράμα στο οποίο το νικέλιο είναι το στοιχείο πάνω στο οποίο είναι χτισμένη η δομή και είναι η δομή που αποφασίζει την κατηγορία. Το βασικό στοιχείο δεν επιλέγεται τόσο για τις δικές του ιδιότητες όσο για το γεγονός ότι θα συγκρατήσει μεγάλο αριθμό άλλων στοιχείων σε διάλυμα χωρίς να αλλάξει η κρυσταλλική του μορφή. Αυτό είναι που κάνει την οικογένεια τόσο ευρεία, και είναι επίσης ο λόγος που η οικογένεια δεν μπορεί να περιγραφεί από έναν ενιαίο κατάλογο ακινήτων.

Μια διάκριση πρέπει να διευθετηθεί πριν από τις κατηγορίες, επειδή είναι η πηγή της μεγαλύτερης σύγχυσης σχετικά με το θέμα. Ένα κράμα με βάση το νικέλιο είναι ευρύτερο από ένα κράμα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο. Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας, που ονομάζονται επίσης υπερκράματα, είναι μια κατηγορία που ορίζεται από τη θερμοκρασία λειτουργίας: ο δημοσιευμένος ορισμός είναι ένα κράμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί πάνω από περίπου το 0,7 της απόλυτης θερμοκρασίας τήξης του, όπου ο ερπυσμός και η αντίσταση στην οξείδωση είναι τα κριτήρια σχεδιασμού. Τα υπερκράματα είναι κατασκευασμένα σε βάση σιδήρου, βάση κοβαλτίου ή βάση νικελίου, επομένως η βάση νικελίου είναι μια επιλογή εντός αυτής της κατηγορίας και η κατηγορία δεν είναι το σύνολο της μεταλλουργίας νικελίου.

Το καθαρό νικέλιο και τα κράματα νικελίου-χαλκού είναι κράματα με βάση το νικέλιο που δεν είναι υπερκράματα. Τα κράματα ακριβείας, από τα οποία οι μαλακές μαγνητικές ποιότητες είναι οι πιο γνωστές, βρίσκονται εκτός της κατηγορίας θερμοκρασίας επίσης. Το ίδιο κάνει και η οικογένεια της μνήμης σχήματος. Η αντιμετώπιση των δύο όρων ως συνωνύμων καθιστά αδύνατη την ακριβή δήλωση των παρακάτω κατηγοριών και οι ενότητες μετά από αυτόν τις διατηρούν χωριστές.

Τι κάνει ένα κράμα με βάση το νικέλιο

Το matrix είναι αυτό που φέρει το όνομα. Εάν η συνεχής φάση στο τελικό υλικό είναι νικέλιο, το κράμα βασίζεται σε νικέλιο, όποια κι αν είναι τα άλλα στοιχεία και όποια κι αν είναι η εφαρμογή. Το εύρος της σύνθεσης είναι επομένως τεράστιο, επειδή η οικογένεια καλύπτει τα πάντα, από ένα εμπορικά καθαρό νικέλιο σε 99,6 % έως ένα σκληρυμένο με κατακρήμνιση υπερκράμα με δώδεκα σκόπιμες προσθήκες.

Γιατί το νικέλιο διατηρεί τη δομή του

Το δομικό σημείο από το οποίο προκύπτουν όλα τα άλλα είναι απλό να το δηλώνουμε. Το νικέλιο είναι κεντροκεντρικό κυβικό και παραμένει προσωποκεντρικό κυβικό. Δεν υπάρχει αλλοτροπικός μετασχηματισμός μεταξύ της θερμοκρασίας δωματίου και του σημείου τήξης, επομένως η θέρμανση ενός κράματος νικελίου δεν αλλάζει τη διάταξη του πλέγματος του.

Ο σίδηρος μεταμορφώνεται. Αυτή η διαφορά είναι γιατί μια βάση νικελίου ανέχεται μια χημεία που μια βάση σιδήρου δεν μπορεί: στοιχεία μπορούν να προστεθούν σε μεγάλες ποσότητες σε μια μήτρα που δεν πρόκειται να αναδιαταχθεί κάτω από αυτά. Η συνέπεια για έναν αγοραστή είναι ο λόγος που μια μεμονωμένη οικογένεια κράματος μπορεί να καλύψει τη διάβρωση, το ηλεκτρικό καθήκον και τη λειτουργία υψηλής θερμοκρασίας χωρίς η μεταλλουργία να γίνει αντιφατική.

Το όριο για το πόσο μπορεί να προστεθεί δεν είναι σταθερός αριθμός. Φτάνεται όταν το κράμα αρχίζει να εκτοξεύει φάσεις που δεν προορίζονταν ποτέ και είναι γνωστές αυτές που πρέπει να αποφευχθούν. Είναι εύθραυστα από μόνα τους και αφαιρούν από τη μήτρα τα ίδια τα στοιχεία που προστέθηκαν για να την ενισχύσουν, οπότε η ζημιά διπλασιάζεται.

Δεν υπάρχει απλός κανόνας για τη συγκέντρωση στην οποία εμφανίζεται κάποιο από αυτά. Η δημοσιευμένη οδηγία είναι ότι τα όρια σύνθεσης πρέπει να διαβαστούν από ένα διάγραμμα φάσης για το συγκεκριμένο σύστημα ή να μετρηθούν, γι' αυτό δεν μπορεί να γραφτεί μια προδιαγραφή κράματος προσθέτοντας τα ωφέλιμα στοιχεία και σταματώντας.

Οι δύο τρόποι που ενισχύεται ένα κράμα νικελίου

Ενίσχυση σημαίνει ότι γίνεται πιο δύσκολη η μετατόπιση μιας εξάρθρωσης μέσα από το πλέγμα. Τα κράματα νικελίου ενισχύονται με δύο τρόπους και οι περισσότερες εμπορικές ποιότητες χρησιμοποιούν και τους δύο.

Διατηρώντας τα άτομα σε διάλυμα

Ένα άτομο διαφορετικού μεγέθους που βρίσκεται στο πλέγμα νικελίου το παραμορφώνει τοπικά και καθιστά το πλέγμα πιο δύσκολο να γλιστρήσει. Η δημοσιευμένη λίστα στοιχείων που δρουν με αυτόν τον τρόπο τόσο στη μήτρα όσο και στο ίζημα περιλαμβάνει κοβάλτιο, σίδηρο, χρώμιο, νιόβιο, ταντάλιο, μολυβδαίνιο, βολφράμιο, βανάδιο, τιτάνιο και αλουμίνιο. Το φαινόμενο είναι πραγματικό αλλά μέτριο, και διατηρείται σε κάθε θερμοκρασία μέχρι το σημείο όπου τα ίδια τα άτομα αρχίζουν να διαχέονται.

Με την κατακρήμνιση μιας διατεταγμένης φάσης

Ο δεύτερος μηχανισμός είναι αυτός που δίνει στην οικογένεια τον χαρακτήρα της υψηλής θερμοκρασίας και εξαρτάται από μια δομική σύμπτωση. Η προσθήκη αλουμινίου ή τιτανίου σε μια βάση νικελίου παράγει μια μικροδομή δύο φάσεων: μια μήτρα, γραμμένη γ, με σωματίδια μιας διαμεταλλικής φάσης, γραμμένα γ′, διασκορπισμένα μέσα από αυτήν. Τα δύο πλέγματα είναι παρόμοια σε μέγεθος και ευθυγραμμίζουν κελί για κελί, μια σχέση που η δημοσιευμένη περιγραφή αποκαλεί κύβος-κύβος και το σωματίδιο είναι επομένως συνεπές με τη μήτρα ενώ είναι μικρό.

Αυτή η σύμπτωση παράγει τρία διαφορετικά οφέλη ταυτόχρονα. Η διεπαφή μεταξύ των δύο φάσεων έχει χαμηλή ενέργεια, επομένως τα σωματίδια αντιστέκονται στη χονδροποίηση, η οποία είναι μια δομική σταθερότητα που έχει σημασία στη θερμοκρασία. Το σωματίδιο είναι ατομικά διατεταγμένο και αυτή η σειρά εμποδίζει τη διέλευση των εξαρθρώσεων. Και επειδή η τραχύτητα προκαλείται από τη μείωση της διεπιφανειακής ενέργειας, μια συνεκτική διεπαφή επιβραδύνει την ίδια τη διαδικασία που διαφορετικά θα μαλάκωσε το κράμα.

Η αναλογία αλουμινίου προς τιτάνιο είναι έλεγχος και όχι λεπτομέρεια. Καθορίζει το μέγεθος και το πρόσημο της αναντιστοιχίας μεταξύ των δύο δικτυωμάτων, και μια αρνητική αναντιστοιχία, δηλαδή ένα ίζημα με το μικρότερο κελί, προάγει τον σχηματισμό στρωμάτων δομών υπό φορτίο. Ο δημοσιευμένος λογαριασμός σημειώνει ότι αυτό μπορεί να μειώσει τον ρυθμό ερπυσμού.

Καρφιτσώνοντας τα όρια των κόκκων

Μια τρίτη ομάδα προσθηκών δεν ενισχύει καθόλου τους κόκκους. Το βόριο και το ζιρκόνιο διαχωρίζονται στα όρια των κόκκων και η μείωση της οριακής ενέργειας που ακολουθεί σχετίζεται με καλύτερη αντοχή ερπυσμού και καλύτερη ολκιμότητα όταν διαφορετικά θα προέκυπτε αστοχία με το διαχωρισμό των κόκκων. Τα στοιχεία που σχηματίζουν καρβίδιο συμπεριφέρονται με αντίστοιχο τρόπο: τα καρβίδια τείνουν να καθιζάνουν στα όρια και να μειώνουν την ολίσθηση κατά μήκος τους.

Πόσο από το ίζημα χρειάζεται ένα καθήκον

Η αναλογία της διατεταγμένης φάσης στη μικροδομή μπορεί να καθοριστεί από τη θερμική επεξεργασία και τα δημοσιευμένα στοιχεία δείχνουν πόσο μακριά κινείται η απαίτηση με την εργασία. Αυτός είναι ο μοναδικός πιο χρήσιμος αριθμός στη σελίδα για έναν αγοραστή, επειδή εξηγεί γιατί δύο κράματα με παρόμοια σύνθεση παρέχονται σε εντελώς διαφορετικά χαρακτηριστικά.

Η ίδια πηγή δίνει τη θερμοκρασία στην οποία αυτός ο μηχανισμός αρχίζει να αποτυγχάνει. Η αντοχή σε αυτά τα κράματα είναι αξιοσημείωτα μη ευαίσθητη στη θερμοκρασία μέχρι ένα σημείο και η δημοσιευμένη τιμή για το όριο είναι περίπου 600 °C, πέραν του οποίου η θερμική ενεργοποίηση είναι αρκετή για να ξεπεράσουν τα εμπόδια οι εξαρθρώσεις. Αυτός είναι ο λόγος που το κλάσμα αυξάνεται τόσο απότομα για τις πιο καυτές εφαρμογές, και όχι επειδή το κράμα γίνεται απλώς πιο σκληρό.

Η ταξινόμηση που πραγματικά χρειάζεται ένας αγοραστής

Οι παρακάτω κατηγορίες οργανώνονται από την υπηρεσία για την οποία αγοράζεται το κράμα, με τον οποίο παραγγέλνεται το υλικό. Κάθε ένα είναι ένα διαφορετικό σύνολο στοιχείων που κάνουν διαφορετική δουλειά και η στήλη θερμοκρασίας είναι το μέρος που δηλώνεται πιο συχνά λανθασμένα.

Ερωτήσεις που κάνουν οι αγοραστές

Είναι ένα κράμα με βάση το νικέλιο το ίδιο με ένα υπερκράμα με βάση το νικέλιο;

Όχι, και η διαφορά έχει σημασία όταν γράφεται μια προδιαγραφή. Ένα υπερκράμα ορίζεται από τη θερμοκρασία λειτουργίας του, πάνω από περίπου 0,7 της απόλυτης θερμοκρασίας τήξης του, και μπορεί να κατασκευαστεί σε βάση σιδήρου, βάση κοβαλτίου ή βάση νικελίου. Ένα κράμα με βάση το νικέλιο ορίζεται από τη μήτρα του: η συνεχής φάση είναι το νικέλιο. Το εμπορικά καθαρό νικέλιο, τα κράματα νικελίου-χαλκού, οι ποιότητες μαλακής μαγνητικής ακρίβειας και τα κράματα μνήμης σχήματος είναι όλα κράματα με βάση το νικέλιο και κανένα από αυτά δεν είναι υπερκράμα.

Γιατί χρησιμοποιείται το νικέλιο ως βάση αντί για σίδηρο;

Επειδή η μήτρα δεν αλλάζει κρυσταλλική μορφή. Το νικέλιο παραμένει κεντραρισμένο κυβικό από τη θερμοκρασία δωματίου έως το σημείο τήξης του, χωρίς αλλοτροπικό μετασχηματισμό στο ενδιάμεσο, επομένως μπορεί να προστεθεί μεγάλη ποσότητα κράματος χωρίς να αναδιαταχθεί η δομή από κάτω. Μετασχηματισμοί σιδήρου, που βάζουν ένα ανώτατο όριο στη χημεία που θα μεταφέρει μια σιδερένια βάση πριν οι ιδιότητες γίνουν ασταθείς.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της μήτρας και του ιζήματος;

Ο πίνακας, γραμμένος γ, είναι ένα προσωποκεντρικό κυβικό στερεό διάλυμα με τυχαία κατανομή ατόμων και είναι η συνεχής φάση. Το ίζημα, γραμμένο γ′, είναι μια διαμεταλλική ένωση της μορφής Ni₃Αλ ή Νι₃(Al,Ti) με ένα πρωτόγονο κυβικό πλέγμα, στο οποίο το νικέλιο κάθεται στα κέντρα της όψης και το αλουμίνιο ή το τιτάνιο στις γωνίες. Τα δύο πλέγματα ευθυγραμμίζουν κελί για κελί, η οποία ονομάζεται σχέση κύβου-κύβου και καθιστά το σωματίδιο συνεπές με τη μήτρα ενώ είναι μικρό.

Γιατί το ίζημα κάνει το κράμα ισχυρό στη θερμοκρασία;

Τρία εφέ που αλληλοενισχύονται. Η διεπαφή μεταξύ των δύο φάσεων έχει χαμηλή ενέργεια επειδή τα πλέγματα ταιριάζουν, έτσι τα σωματίδια αντιστέκονται στο τραχύτητα και η δομή παραμένει σταθερή. Το σωματίδιο είναι ατομικά διατεταγμένο και αυτή η σειρά εμποδίζει την κίνηση των εξαρθρώσεων. Και επειδή η τραχύτητα προκαλείται από τη μείωση της διεπιφανειακής ενέργειας, η συνεκτική διεπαφή επιβραδύνει τη διαδικασία που διαφορετικά θα μαλάκωσε το κράμα. Τα δημοσιευμένα δεδομένα δείχνουν επίσης ότι η αντοχή διατηρείται σχεδόν επίπεδη με θερμοκρασία περίπου στους 600 °C πριν ξεκινήσει η θερμική ενεργοποίηση.

Είναι πάντα καλύτερη η υψηλότερη περιεκτικότητα σε κράμα;

Όχι. Το όριο επιτυγχάνεται όταν το κράμα αρχίζει να σχηματίζει φάσεις που δεν προβλεπόταν και οι τοπολογικά κλειστές φάσεις είναι αυτές που πρέπει να παρακολουθήσετε. Το Sigma περιγράφεται στη δημοσιευμένη βιβλιογραφία ως το πιο επιβλαβές από αυτά. Αυτές οι φάσεις είναι εύθραυστες από μόνες τους και αφαιρούν επίσης χρώμιο, μολυβδαίνιο και παρόμοια στοιχεία από τη μήτρα, έτσι το κράμα χάνει την ενίσχυση που έφερε καθώς και αποκτά ένα εύθραυστο συστατικό. Δεν υπάρχει απλός κανόνας για το όριο, το οποίο πρέπει να διαβαστεί από το διάγραμμα φάσης του συστήματος ή να μετρηθεί.

Πού ταιριάζει ένα κράμα ακριβείας;

Είναι ένα κράμα με βάση το νικέλιο που επιλέγεται για φυσική απόκριση αντί για μηχανική. Οι μαλακές μαγνητικές ποιότητες σε περίπου 80% νικέλιο είναι το πιο ξεκάθαρο παράδειγμα: το ακίνητο που αγοράζεται είναι υψηλής διαπερατότητας με χαμηλή καταναγκαστική ικανότητα, γεγονός που καθιστά το υλικό χρήσιμο ως πυρήνα αντί για δομικό μέρος. Αυτή είναι μια διαφορετική απαίτηση σχεδιασμού από την αντίσταση ερπυσμού και οι δύο κατηγορίες προσδιορίζονται με διαφορετικούς τρόπους.

Περίληψη

Ένα κράμα με βάση το νικέλιο είναι αυτό στο οποίο το νικέλιο σχηματίζει τη συνεχή φάση και είναι αυτή η μήτρα, όχι η εφαρμογή, που βάζει ένα κράμα στην οικογένεια. Το νικέλιο επιλέγεται ως βάση επειδή παραμένει κεντραρισμένο κυβικό από τη θερμοκρασία δωματίου μέχρι την τήξη, γεγονός που επιτρέπει στη δομή να δέχεται περισσότερο κράμα από ό,τι χρειάζεται μια βάση σιδήρου. Η ισχύς προέρχεται από στοιχεία που διατηρούνται σε διάλυμα και από ένα διατεταγμένο ίζημα, γ′, που ευθυγραμμίζει κύτταρο προς κύτταρο με τη μήτρα και είναι συνεπές με αυτήν. Οι προσθήκες στα όρια των κόκκων και τα καρβίδια λειτουργούν στα όρια. Το χρήσιμο κλάσμα αυτού του ιζήματος κυμαίνεται από περίπου 0,2 όπου το εξάρτημα πρέπει να συγκολληθεί σε θερμοκρασία περίπου 750 °C έως πάνω από 0,6 σε λεπίδες που λειτουργούν θερμότερα από 1.000 °C.

Το υλικό με βάση το νικέλιο παρέχεται από το Changzhou, Jiangsu στις παραπάνω κατηγορίες: καθαρό νικέλιο και νικέλιο-χαλκό ποιότητες, οι οικογένειες νικελίου-χρωμίου και νικελίου-χρωμίου-σιδήρου, οι ανθεκτικοί στη διάβρωση ποιότητες νικελίου-μολυβδαινίου, τα κράματα αντοχής και θέρμανσης, και τα κράματα σύρματος ακριβείας, ραβδώσεις Το εργοστάσιο διαθέτει πιστοποίηση ISO 9001 και ελέγχεται από την SGS. Στείλτε το μέσο εξυπηρέτησης ή τη θερμοκρασία σέρβις και τη φόρμα που απαιτείται, και από αυτό προκύπτει η κατηγορία.

Αναφορές

1. Δημοσιευμένο διδακτικό υλικό για υπερκράματα με βάση το νικέλιο, Τμήμα Επιστήμης Υλικών και Μεταλλουργίας του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ. Πηγή για τον ορισμό ενός υπερκράματος ως υπηρεσία πάνω από περίπου 0,7 της απόλυτης θερμοκρασίας τήξης, η δήλωση ότι τα υπερκράματα μπορούν να βασίζονται σε σίδηρο, κοβάλτιο ή νικέλιο με νικέλιο που ταιριάζει καλύτερα στην αεροκινητήρα, οι περιγραφές πλέγματος της μήτρας και του ιζήματος, η σχέση προσανατολισμού κύβου-κύβου, η σχέση προσανατολισμού κύβου-κύβου, η σχέση προσανατολισμού κύβου-κύβου και η χαμηλή συνοχή του μηχανισμού. την επίδρασή του στη χονδροποίηση, την αναλογία αλουμινίου προς τιτάνιο και την κακή προσαρμογή του πλέγματος, τα δημοσιευμένα κλάσματα ιζήματος 0,6 και 0,2, το όριο των 600 degC στη μη ευαισθησία στη θερμοκρασία και τον ρόλο κάθε στοιχείου κράματος.
2. Η ίδια πηγή, στις φάσεις προς αποφυγή. Υποστηρίζει την ενότητα για τις φάσεις που σχηματίζονται ακούσια: την περιγραφή του sigma και του mu ως τοπολογικά κλειστές φάσεις. Το sigma είναι το πιο επιβλαβές της ομάδας. η μορφολογία της πλάκας και της βελόνας και η επίδρασή της στην ολκιμότητα και τη διάρκεια ζωής της ρήξης ερπυσμού. και η δήλωση ότι δεν υπάρχει απλός κανόνας που να διέπει τις κρίσιμες συγκεντρώσεις, επομένως το όριο πρέπει να διαβαστεί από ένα διάγραμμα φάσης ή να μετρηθεί.
3. Η ίδια πηγή, για προσθήκες στα όρια των κόκκων και καρβίδια. Υποστηρίζει την ενότητα σχετικά με το κάρφωμα των ορίων κόκκων: το βόριο και το ζιρκόνιο διαχωρίζονται στα όρια με τη σχετική βελτίωση στην αντοχή ερπυσμού και την ολκιμότητα. και στοιχεία σχηματισμού καρβιδίου που καθιζάνουν στα όρια και μειώνουν την ολίσθηση κατά μήκος τους.
4. Δημοσιεύτηκε κρυσταλλογραφική περιγραφή του παραγγελθέντος ιζήματος. Πηγή για τον τύπο Ni₃Αλ, Νι₃Ti ή Ni₃(Al,Ti), η πρωτόγονη κυβική διάταξη με νικέλιο στα κέντρα της όψης, η σημείωση ότι η φάση δεν είναι αυστηρά στοιχειομετρική και η κατανομή νιοβίου και τανταλίου σε αυτήν.
5. Δημοσιεύτηκε μεταλλουργική ανασκόπηση της παραγγελθείσας φάσης σε υπερκράματα πλούσια σε νικέλιο. Πηγή για την περιγραφή του ιζήματος ως διατεταγμένο συνεκτικό Α₃Διαμεταλλική ένωση τύπου Β και για το δεύτερο ίζημα με βάση το νιόβιο.
6. Βάση νικελίου και κυβική δομή με επίκεντρο το πρόσωπο, όπως δημοσιεύτηκε για το στοιχείο. Πηγή για τη δήλωση ότι η μήτρα δεν αλλάζει κρυσταλλική μορφή μεταξύ της θερμοκρασίας δωματίου και του σημείου τήξης.
7. Διατηρούνται δεδομένα προϊόντος για προϊόντα νικελίου και κραμάτων νικελίου DLX Alloy. Πηγή για τις κατηγορίες, τα έντυπα και τους όρους που παρέχονται.

Τα στοιχεία και οι δομικές περιγραφές που αναφέρονται είναι δημοσιευμένες τιμές και δεν αποτελούν όρια αποδοχής. Τα κλάσματα κατακρήμνισης και τα όρια για το κράμα εξαρτώνται από τη μεμονωμένη χημεία, τη θερμική επεξεργασία και το μέγεθος του τμήματος, και κανένας γενικός κανόνας δεν αντικαθιστά ένα διάγραμμα φάσης για το σχετικό σύστημα. Η αποδοχή ενός παραδοθέντος υλικού βασίζεται στο πιστοποιητικό δοκιμής του μύλου για την παρεχόμενη θερμότητα.