Кои са някои устойчиви-на износване никелови сплави?

 

Какво представлява-устойчивата на износване никелова сплав?

 

Износ{0}}устойчивите никелови сплави са клас високо{1}}ефективни метални материали, които използват никел като основа и добавят различни легиращи елементи (като хром, молибден, волфрам, ниобий, желязо и т.н.) и се подлагат на специални усилващи обработки, като по този начин показват отлична издръжливост в тежки условия на износване.

 

Износ{0}}устойчивите никелови сплави се считат за един от „най-добрите материали“ за решаване на тройните предизвикателства на висока температура, корозия и износване. Превъзходното им представяне произтича от прецизния дизайн на състава на сплавта и контрола на микроструктурата. При избора на тези сплави тясното сътрудничество с доставчици на материали или инженери е от съществено значение, като се вземат предвид специфичните работни условия (T, P, среда) и режимите на повреда, за целенасочен избор и тестване.

 

Тези материали не само наследяват отличната устойчивост на високи-температури, устойчивост на корозия и добра издръжливост на никелови-сплави, но също така притежават изключителна устойчивост на износване, надраскване, корозия и повреди чрез специфичен дизайн на сплавта и механизми за укрепване. Тези материали се използват широко в изключително тежки условия на работа. Ще опишем подробно основните укрепващи и устойчиви-на износване механизми, както и обичайните семейства устойчиви на износване-никелови сплави и типичните класове и др.

 

Основни укрепващи и износоустойчиви механизми

 

Механизмите за укрепване са насочени към „как да го направим по-силен“; износ{0}}устойчивите механизми се занимават с „как да устоим на износване“. Следните четири са често срещани видове укрепващи и-устойчиви на износване материали:

 

1. Укрепване на твърд разтвор:Добавяне на химически елементи като молибден, хром, волфрам и кобалт за укрепване на матрицата.

 

2. Втора фаза на укрепване (преципитационно втвърдяване):

• 'фаза [Ni3(Al, Ti)]:Основната фаза на укрепване в материали като Inconel 718 и X-750, осигуряваща устойчивост при висока температура.
• Карбиди/борати:Като хромни карбиди (напр. Cr₇C3, Cr₂3C₆) и молибден/волфрамови карбиди, които са твърди частици, които директно се съпротивляват на абразивно износване. Примерите включват карбиди в сплави Hastelloy C-276 и Stellite.

 

3. Укрепване с интерметално съединение:Като фази на Ni₃Si и Laves.

 

4. Работно закаляване:Някои сплави (като Monel K-500) могат значително да повишат повърхностната си твърдост чрез студена обработка.

 

Често срещани марки никелови-устойчиви сплави и техните приложения

 

1. Често срещани типове: никел-хром-молибденови сплави (устойчиви на корозия и износване)

 

• Основни характеристики и механизъм за устойчивост на износване:Изключително висока устойчивост на обща корозия (особено смесени окислително-редукционни киселини), подсилена с молибден и хром чрез твърд разтвор и карбидите осигуряват устойчивост на износване.

 

• Основни приложения:Химически помпи и клапани, бъркалки, вътрешни части на реактори, системи за десулфуризация на димни газове и хартиена промишленост.

 

 

2. Често срещани типове: никелови-медни сплави (монелни сплави)

 

• Основни свойства и механизъм за устойчивост на износване:Отлична устойчивост на корозия на морска вода, сярна киселина и флуороводородна киселина. K-500 може да постигне по-висока твърдост чрез стареене (утаяване на Ni3(Ti,Al)) и студена обработка.

 

• Основни приложения:Морски инженерни компоненти, помпени валове, клапани, скрепери, винтови транспортьори.

 

 

3. Често срещан тип: тип втвърдяване при утаяване (високо-температурна устойчивост на износване)

 

• Основни характеристики и механизъм за устойчивост на износване:Изключително висока якост се постига чрез утаяване на фаза и фаза на стареене; добра стабилност при висока{0}}температура; устойчивост на фреттинг износване и износване от умора.

 

• Основни приложения:Лопатки на ави-двигатели, турбинни дискове, крепежни елементи, матрици за висока-температура и винтове за екструдиране.

 

 

 

4. Често срещани типове: еволюция на аустенитна неръждаема стомана (висока якост и устойчивост на износване)

 

• Основни характеристики и механизъм за устойчивост на износване:Високо{0}}азотна аустенитна неръждаема стомана, но с високо съдържание на никел (~8,5%). Висока якост и устойчивост на износване се постигат чрез третиране с азотен разтвор и втвърдяване при студена обработка при относително ниска цена.

 

• Основни приложения:Несмазани лагери, износващи се пръстени, крепежни елементи и оборудване за обработка на храни.

 

 

 

Основни съображения за избор на-устойчиви на износване никелови сплави

 

1. Тип износване:Дали това е абразивно износване, ерозия, адхезивно износване или фреттинг износване?

2. Екологична среда:Температура, налягане, наличие на киселини, основи, соли, оксиди, сулфиди и др.

3. Механични изисквания:Необходима твърдост, здравина, издръжливост и устойчивост на ударно натоварване.

4. Производствен процес:Изисква ли се солидна отливка/изковаване или само наслагване върху повърхностна заварка/покритие с термично пръскане?

5. Разходна-ефективност:Въпреки че никеловите сплави са скъпи, дългият им живот и ниските разходи за поддръжка често са икономични за критично оборудване.