Potpuno poznavanje legura na bazi nikla
Legura na bazi nikla i dodavanja drugih elemenata naziva se legura nikla. Nikl ima dobra mehanička, fizička i hemijska svojstva. Dodavanje odgovarajućih elemenata može poboljšati njegovu otpornost na oksidaciju, otpornost na koroziju, čvrstoću na visokim temperaturama i poboljšati određena fizička svojstva. Legure nikla se mogu koristiti kao materijali za elektronske cijevi, precizne legure (magnetne legure, legure precizne otpornosti, elektrotermičke legure, itd.), legure na bazi nikla, legure otporne na koroziju na bazi nikla i legure sa memorijom oblika. Legure nikla se široko koriste u sektorima kao što su razvoj energetike, hemikalije, elektronika, navigacija, avijacija i vazduhoplovstvo.
Nikl može formirati različite legure sa bakrom, gvožđem, manganom, hromom, silicijumom i magnezijumom. Među njima, legura nikl-bakar je poznata legura Monel. Ima visoku čvrstoću, dobru plastičnost i stabilna hemijska svojstva u atmosferi ispod 750 stepeni. Široko se koristi u električnoj industriji, vakuumskim cijevima, kemijskoj industriji, medicinskoj opremi, te industriji navigacije i brodogradnje.
1. Definicija legure na bazi nikla
Legure na bazi nikla se općenito nazivaju legure sa sadržajem Ni većim od 30 tež.%. Uobičajeni proizvodi imaju sadržaj Ni koji prelazi 50 tež.%. Zbog svoje superiorne mehaničke čvrstoće pri visokim temperaturama i otpornosti na koroziju, zajedno se nazivaju superlegure zajedno sa legurama na bazi gvožđa i kobalta (Superlegura) se generalno koristi u okruženjima na visokim temperaturama iznad 540 stepeni, a različiti dizajni legura se biraju prema na prilike upotrebe. Uglavnom se koristi u posebnim okruženjima otpornim na koroziju, visokotemperaturnim korozijskim okruženjima i opremi koja zahtijeva mehaničku čvrstoću na visokim temperaturama. Često se koristi u svemirskoj, energetskoj, petrohemijskoj industriji ili specijalnoj elektronici/optoelektronici i drugim poljima.
Područja primjene
Karakteristike zahtjeva proizvoda
Upotreba proizvoda
vazduhoplovnu industriju
Održava dobru mehaničku čvrstoću na ekstremno visokim temperaturama
Motori aviona, gasne turbine, ventili motora
energetska industrija
Dobra otpornost na visokotemperaturnu vulkanizaciju i visokotemperaturnu oksidaciju
Dijelovi peći, izolacija, industrija toplinske obrade, industrija nafte i plina
petrohemijska industrija
Otporan na koroziju vodenim rastvorima (kiseline, alkalije, joni hlorida)
Postrojenja za desalinizaciju, petrohemijski transportni cjevovodi
Elektronika/Optoelektronika Opšta industrija
Općenito otporan na koroziju ili okruženja visoke temperature sa niskim stepenom otpornosti
Kućišta za baterije, olovni okviri, rešetke za kompjuterski monitor
2. Nastanak i razvoj
Legure na bazi nikla razvijene su kasnih 1930-ih. Velika Britanija je prvi put proizvela leguru na bazi nikla Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) 1941. godine; kako bi se poboljšala snaga puzanja, Al je dodat za razvoj Nimonic 80 (Ni-20Cr-2.5 Ti-1.3Al); Sjedinjene Države sredinom{14}}ih godina, Rusija kasnih 1940-ih i Kina sredinom{16}}ih također su razvile legure na bazi nikla. Razvoj legura na bazi nikla uključuje dva aspekta, a to su poboljšanje sastava legura i inovacije proizvodne tehnologije.
Na primjer, ranih 1950-ih, razvoj tehnologije vakuumskog topljenja stvorio je uslove za rafiniranje legura na bazi nikla koje sadrže visoke Al i Ti, što je dovelo do značajnog povećanja čvrstoće legure i radne temperature. Krajem 1950-ih, zbog povećanja radne temperature lopatica turbina, od legure se zahtijevalo da imaju veću čvrstoću na visokim temperaturama. Međutim, da je čvrstoća legure visoka, bilo bi teško ili čak nemoguće deformirati se. Stoga je tehnologija preciznog livenja korišćena za razvoj serije legura dobre čvrstoće pri visokim temperaturama. od legura za livenje. Sredinom -1960 razvijena je usmjerena kristalizacija i monokristalne superlegure sa boljim performansama, kao i superlegure za metalurgiju praha.
Da bi se zadovoljile potrebe brodova i industrijskih gasnih turbina, od 1960-ih godina razvijen je niz legura na bazi nikla sa visokim sadržajem Cr sa dobrom otpornošću na vruću koroziju i stabilnom strukturom. Za oko 40 godina od ranih 1940-ih do kasnih 1970-ih, radna temperatura legura na bazi nikla porasla je sa 700 na 1100 stepeni, u proseku za oko 10 stepeni godišnje. Danas radna temperatura legura na bazi nikla može premašiti 1.100 stepeni. Od gore pomenute legure Nimonic75 sa jednostavnim sastavom, do nedavno razvijene legure MA6{22}}, vlačna čvrstoća može dostići 2,220MPa, a granica tečenja je 192MPa na 1,100 stepeni; Njegova trajna čvrstoća dostiže oko 1.000 sati pod uslovima od 1.100 stepeni /137 MPa, a može se koristiti u lopaticama avionskih motora.
