Τι είναι ένα κράμα με βάση το νικέλιο;

Τα κράματα βάσης νικελίου είναι ένας τύπος κράματος που αποτελείται κυρίως από νικέλιο. Συνήθως περιέχει άλλα στοιχεία όπως σίδηρο, χρώμιο, τιτάνιο, αλουμίνιο κ.λπ. για να ενισχύσει τις μηχανικές του ιδιότητες, την αντοχή στη διάβρωση και την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες. Τα κράματα βάσης νικελίου εξακολουθούν να παρουσιάζουν υψηλή αντοχή, αντοχή στη διάβρωση, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχή στην οξείδωση και αντοχή στη φθορά σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 650 έως 1000 °C, καθιστώντας τα ευρέως χρησιμοποιούμενα σε τομείς όπως η αεροδιαστημική, η χημική μηχανική, το πετρέλαιο, η ενέργεια, η ναυπηγική και η πυρηνική βιομηχανία. Τα κράματα βάσης νικελίου έχουν επίσης καλή μηχανουργική κατεργασία και μπορούν να κατασκευαστούν σε διάφορα σχήματα και μεγέθη εξαρτημάτων μέσω διαδικασιών όπως η σφυρηλάτηση, η θερμική κατεργασία, η ψυχρή παραμόρφωση, η συγκόλληση κ.λπ.

Σύνθεση και ιδιότητες κραμάτων βάσης νικελίου

Υπάρχουν τρεις κύριοι λόγοι για τους οποίους τα κράματα βάσης νικελίου υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται ευρέως. Πρώτον, τα κράματα βάσης νικελίου μπορούν να διαλύσουν περισσότερα στοιχεία κράματος και να διατηρήσουν μια σταθερή δομή. Δεύτερον, σε σύγκριση με τα κράματα βάσης σιδήρου και βάσης κοβαλτίου υψηλής θερμοκρασίας, τα κράματα βάσης νικελίου μπορούν να σχηματίσουν συνεκτικές διατεταγμένες διαμεταλλικές ενώσεις τύπου A3B γ Η φάση Ni3 (Al, Ti) μπορεί να ενισχύσει αποτελεσματικά την αντοχή του κράματος και να το καταστήσει πιο αποτελεσματικό. Αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία. Ομοίως, τα κράματα βάσης νικελίου περιέχουν χρώμιο, το οποίο τα καθιστά πιο ανθεκτικά στην οξείδωση και τη διάβρωση από αέρια σε σύγκριση με τα κράματα βάσης σιδήρου υψηλής θερμοκρασίας.

Τα κράματα βάσης νικελίου περιέχουν διάφορα στοιχεία, εκ των οποίων το χρώμιο παίζει κυρίως ρόλο στην αντοχή στην οξείδωση και τη διάβρωση, ενώ άλλα στοιχεία χρησιμοποιούνται κυρίως για την ενίσχυση των κραμάτων. Σύμφωνα με τις μεθόδους ενίσχυσης, μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: στοιχεία ενίσχυσης στερεού διαλύματος, όπως βολφράμιο, μολυβδαίνιο, κοβάλτιο, χρώμιο, βανάδιο κ.λπ. στοιχεία ενίσχυσης καθίζησης όπως αλουμίνιο, τιτάνιο, νιόβιο και ταντάλιο. στοιχεία ενίσχυσης ορίων κόκκων όπως βόριο, ζιρκόνιο, μαγνήσιο και στοιχεία σπάνιων γαιών.

Κύρια ταξινόμηση κραμάτων βάσης νικελίου

Το κράμα βάσης νικελίου είναι η συντομογραφία για το κράμα βάσης νικελίου υψηλής θερμοκρασίας, που ονομάστηκε έτσι λόγω της μοναδικής του αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες. Τα κράματα βάσης νικελίου μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες κύριες κατηγορίες με βάση τις ιδιότητές τους:

1. Κράμα βάσης νικελίου ανθεκτικό στη θερμότητα: Αυτός ο τύπος κράματος μπορεί να αντέξει την οξείδωση και τη διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες 650~1000 °C και έχει ένα ορισμένο βαθμό αντοχής. Με βάση τον μαγνητισμό, αυτός ο τύπος κράματος χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή θερμικών εξαρτημάτων σε πτερύγια κινητήρων αεροσκαφών και κινητήρων πυραύλων, πυρηνικούς αντιδραστήρες και εξοπλισμό μετατροπής ενέργειας.

2. Κράμα βάσης νικελίου ανθεκτικό στη διάβρωση: Το καθαρό νικέλιο είναι ένα αντιπροσωπευτικό κράμα κραμάτων βάσης νικελίου ανθεκτικών στη διάβρωση. Η μικροδομή αυτού του τύπου κράματος είναι ωστενίτης, με τα κύρια στοιχεία κράματος να είναι ο χαλκός, το χρώμιο, το μολυβδαίνιο κ.λπ. Τα ανθεκτικά στη διάβρωση κράματα έχουν εξαιρετικές ολοκληρωμένες ιδιότητες και μπορούν να αντέξουν διάφορες διαβρώσεις από οξέα και διάβρωση υπό τάση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εξαρτημάτων σε διάφορα περιβάλλοντα ανθεκτικά στη διάβρωση όπως πετρέλαιο, χημικά και ενέργεια.

3. Κράμα βάσης νικελίου ανθεκτικό στη φθορά: Τα κύρια στοιχεία κράματος είναι το χρώμιο, το μολυβδαίνιο, το βολφράμιο, και περιέχουν επίσης μια μικρή ποσότητα νιόβιου, τανταλίου και ινδίου. Έχει καλή αντοχή στη φθορά, αντοχή στην οξείδωση, αντοχή στη διάβρωση και καλή απόδοση συγκόλλησης. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εξαρτημάτων ανθεκτικών στη φθορά και επίσης για την κατασκευή υλικών επένδυσης.

4. Κράματα βάσης νικελίου ακριβείας: περιλαμβάνουν μαλακά μαγνητικά κράματα βάσης νικελίου, κράματα αντίστασης ακριβείας βάσης νικελίου και ηλεκτρικά θερμαντικά κράματα βάσης νικελίου. Το πιο κοινό είναι το περμαλόι, το οποίο έχει περιεκτικότητα σε νικέλιο περίπου 80%. Έχει υψηλή μέγιστη και αρχική μαγνητική διαπερατότητα καθώς και χαμηλή συνεκτικότητα. Είναι ένα σημαντικό υλικό σιδηροπυρήνα στη βιομηχανία ηλεκτρονικών. Τα κράματα βάσης νικελίου ακριβείας είναι υλικά κράματος με βάση το νικέλιο και που περιέχουν άλλα στοιχεία κράματος όπως χρώμιο, σίδηρο, μολυβδαίνιο κ.λπ. Αυτό το κράμα έχει εξαιρετική αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, αντοχή στη διάβρωση, απόδοση θερμικής κόπωσης και αντοχή στην οξείδωση.

Τα κράματα βάσης νικελίου ακριβείας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 1000 έως 1100 °C, και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή πτερυγίων κινητήρων στροβίλου, εξαρτημάτων θαλάμου καύσης, πτερυγίων αεριοστροβίλων, οδηγών πτερυγίων κινητήρων αεροσκαφών και διαφόρων υλικών ανθεκτικών στη διάβρωση. Εξοπλισμός που λειτουργεί σε υψηλές θερμοκρασίες.

5. Κράμα βάσης νικελίου με μνήμη σχήματος: Το κράμα βάσης νικελίου με μνήμη σχήματος είναι ένα κράμα νικελίου που περιέχει 50% τιτάνιο. Αυτό το κράμα παρουσιάζει καλό φαινόμενο μνήμης σχήματος στους 70 °C. Ρυθμίζοντας την αναλογία νικελίου προς τιτάνιο, η θερμοκρασία ανάκτησης μπορεί να προσαρμοστεί εντός του εύρους των 30 °C έως 100 °C. Αυτό το κράμα χρησιμοποιείται ευρέως σε αυτο-επεκτεινόμενα δομικά εξαρτήματα διαστημοπλοίων, αυτο-διεγερτικούς συνδετήρες στη βιομηχανία αεροδιαστημικής και κινητήρες τεχνητής καρδιάς στον βιοϊατρικό τομέα.