Niķeļa sakausējumi pret nerūsējošo tēraudu: galvenās atšķirības, īpašības un rūpnieciskie pielietojumi

Niķeļa sakausējumiunnerūsējošais tēraudsabi ir plaši izmantoti pret koroziju{0}}izturīgi, augstas-izturības metāliski materiāli rūpnieciskos lietojumos. Izvēloties rūpnieciskos materiālus, inženieri un iepirkumu komandas bieži saskaras ar būtisku jautājumu: vai izvēlēties niķeļa sakausējumus vai nerūsējošo tēraudu? Tomēr abi ievērojami atšķiras pēc sastāva, pamatīpašībām un piemērojamiem scenārijiem. Šajā rakstā tiks sīki aprakstītas atšķirības starp niķeļa sakausējumiem un nerūsējošo tēraudu no pieciem aspektiem: darba temperatūra, ķīmiskais sastāvs, izturība pret koroziju, pielietojumi un cena.

Pirmkārt, no ķīmiskā sastāva viedokļa nerūsējošais tērauds galvenokārt ir dzelzs sakausējums; Monel, ferohroma{0}}niķelis un Hastelloy ir niķeļa sakausējumi.

Nerūsējošā tērauda galvenā sastāvdaļa ir dzelzs, kurā dzelzs saturs pārsniedz 65%, un daži ferīta un martensīta nerūsējošie tēraudi pat pārsniedz 80%. Turpretim niķeļa sakausējumos dzelzs saturs parasti ir mazāks par 50%. Dažos niķeļa sakausējumos, piemēram, Hastelloy C-2000, dzelzs saturs ir pat zem 3%.

Attiecībā uz niķeļa saturu niķeļa sakausējumos bieži vien niķeļa saturs pārsniedz 30%, dažos pat pārsniedz 70%. No otras puses, nerūsējošā tērauda niķeļa saturs ir mazāks par 30%, un daži ferīta un martensīta nerūsējošie tēraudi vispār nesatur niķeli.

Gan nerūsējošais tērauds, gan niķeļa sakausējumi satur aptuveni 20% hroma. Hroms ir ļoti efektīvs korozijas inhibitors, un tas ir galvenais nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējumu izturības pret koroziju avots.

Darba temperatūra ir lielākā atšķirība starp nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējumiem. Parasti nerūsējošo tēraudu parasti izmanto istabas temperatūrā, savukārt niķeļa sakausējumus galvenokārt izmanto augstas temperatūras vidēs. Viens no svarīgākajiem faktoriem, kas nosaka šo raksturlielumu, ir niķeļa saturs. Tā kā dzelzs nevar uzturēt stabilu struktūru augstā temperatūrā, ir grūti garantēt nerūsējošā tērauda, ​​kas galvenokārt sastāv no dzelzs, veiktspēju augstā temperatūrā{4}}.

Savukārt niķelis lieliski saglabā sakausējuma austenīta struktūru augstā temperatūrā; tikai niķeļa{0}}sakausējumi labi darbojas augstā temperatūrā. Lai gan niķelis ir arī dažos austenīta nerūsējošajos tēraudos, tajos joprojām ir ļoti zems niķeļa saturs.

TurklātMonela sakausējumibieži izmanto istabas temperatūrā, jo vara izturība pret koroziju augstā temperatūrā samazinās.

Niķelis, hroms un molibdēns ir galvenie elementi, kas nosaka nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējumu izturību pret koroziju.

Niķelis un molibdēns ir patiesās atšķirības starp niķeļa sakausējumiem un nerūsējošo tēraudu. Niķelis pats par sevi ir lielisks pretkorozijas{1}}izturīgs elements; atšķirībā no dzelzs, kas viegli korodē gaisā, niķeļa sakausējumiem, protams, ir labāks pamats izturībai pret koroziju nekā nerūsējošajam tēraudam.

Hroms, nonākot saskarē ar skābekli, uz metāla virsmas veido oksīda plēvi. Šī oksīda plēve efektīvi novērš sakausējuma turpmāku oksidēšanos. Hroma satura atšķirība starp niķeļa sakausējumiem un nerūsējošo tēraudu nav būtiska; abiem ir lieliska oksidācijas izturība.

Molibdēns ir metāla elements ar labu izturību pret koroziju. Salīdzinot ar nerūsējošo tēraudu, niķeļa sakausējumos bieži ir lielāks molibdēna saturs. Tipisks sakausējums ar augstu molibdēna saturu ir Hastelloy B-3, kurā molibdēna saturs ir pat 30%. Rezumējot, niķeļa sakausējumi ir pārāki par nerūsējošo tēraudu vispārējās izturības pret koroziju ziņā.

Nerūsējošais tērauds

Nikle sakausējums

Niķeļa sakausējumiem un nerūsējošajam tēraudam ir daudz dažādu pielietojumu, jo tie abi ir pret koroziju{0}}izturīgi sakausējumi. Tomēr to lietojumos ir trīs galvenās atšķirības:

1. Nerūsējošais tērauds nav piemērots izmantošanai augstā-temperatūrā, savukārt vairumam augstas{2}temperatūras lietojumu ir nepieciešami niķeļa sakausējumi, piemēram, dzinēji, atomelektrostaciju reaktori un dziļās naftas akas.

2. Nerūsējošajam tēraudam ir plašs pielietojums civilās jomās, piemēram, galda piederumos, medicīnas piederumos un celtniecībā. Niķeļa sakausējumus galvenokārt izmanto rūpnieciskos un militāros lietojumos.

3. Nerūsējošā tērauda izturība pret koroziju ir ierobežota līdz oksidējošai videi. Ja korozīvā vide kļūst specializēta un sarežģīta, lielākā daļa nerūsējošā tērauda nevar izturēt šādu koroziju.

Pirmkārt, niķeļa sakausējumi ir ievērojami dārgāki nekā nerūsējošais tērauds, jo ir būtiska cenu atšķirība starp niķeli un dzelzi.

Otrkārt, niķeļa sakausējumos parasti ir lielāks molibdēna saturs, un molibdēns ir vairākas reizes dārgāks nekā niķelis. Normālos apstākļos niķeļa sakausējumi ir stiprāki nekā nerūsējošais tērauds, kas apgrūtina to apstrādi. Šīs paaugstinātās apstrādes grūtības ir vēl viens nozīmīgs faktors, kas veicina to augstāku cenu.

Visbeidzot, sarežģītāks niķeļa sakausējumu sastāvs, stingrāka kontrole pār mikroelementiem un augstākas prasības izejvielām netieši palielina to cenu.

Gan nerūsējošais tērauds, gan niķeļa sakausējumi ir -korozijizturīgi materiāli. Vairumā gadījumuniķeļa sakausējumipārspēj nerūsējošo tēraudu. Galvenā atšķirība ir to darbības vidē: nerūsējošo tēraudu parasti izmanto istabas temperatūrā, savukārt niķeļa sakausējumus bieži izmanto augstā temperatūrā. Protams, niķeļa sakausējumu izcilā veiktspēja ir par augstāku cenu. Klienti var izvēlēties vispiemērotāko materiālu, pamatojoties uz savu budžetu un vajadzībām.