Millised on kulumiskindlad{0}}niklisulamid?

 

Mis on kulumiskindel-niklisulam?

 

Kulumiskindlad-niklisulamid on suure jõudlusega-metallist materjalide klass, mis kasutavad niklit alusena ja lisavad erinevaid legeerivaid elemente (nagu kroom, molübdeen, volfram, nioobium, raud jne) ning läbivad spetsiaalset tugevdavat töötlust, mis tagab suurepärase kulumiskindluse karmides tingimustes.

 

Kulumiskindlaid-niklisulameid peetakse üheks "ülimaks materjaliks" kõrge temperatuuri, korrosiooni ja kulumise kolmekordsete probleemide lahendamisel. Nende suurepärane jõudlus tuleneb täpsest sulami koostise disainist ja mikrostruktuuri juhtimisest. Nende sulamite valimisel on sihipärase valiku ja testimise jaoks oluline tihe koostöö materjali tarnijate või inseneridega, võttes arvesse konkreetseid töötingimusi (T, P, kandja) ja rikkerežiime.

 

Need materjalid ei päri mitte ainult suurepärast kõrget -temperatuurikindlust, korrosioonikindlust ja nikli-põhiste sulamite head tugevust, vaid neil on ka eriline vastupidavus kulumisele, kriimustustele, korrosioonile ja kahjustustele tänu sulami spetsiifilisele disainile ja tugevdusmehhanismidele. Neid materjale kasutatakse laialdaselt äärmiselt karmides töötingimustes. Kirjeldame üksikasjalikult peamisi tugevdus- ja kulumiskindlaid-mehhanisme, samuti tavalisi kulumiskindlate-niklisulamite perekondi ja tüüpilisi klasse jne.

 

Peamised tugevdus- ja kulumiskindlusmehhanismid

 

Tugevdavad mehhanismid käsitlevad "kuidas seda tugevamaks muuta"; kulumiskindlad-mehhanismid käsitlevad „kuidas kulumisele vastu seista”. Järgmised neli on levinumad tugevdus- ja kulumiskindlad materjalid-.

 

1. Tahke lahusega tugevdamine:Keemiliste elementide, nagu molübdeen, kroom, volfram ja koobalt, lisamine maatriksi tugevdamiseks.

 

2. Teise faasi tugevdamine (sademete kõvenemine):

• 'faas [Ni3 (Al, Ti)]:Materjalide, nagu Inconel 718 ja X-750, peamine tugevdamise faas, mis tagab tugevuse kõrgel temperatuuril.
• Karbiidid/boraadid:Nagu kroomkarbiidid (nt Cr₇C₃, Cr23C6) ja molübdeen/volframkarbiidid, mis on kõvad osakesed, mis taluvad otseselt abrasiivset kulumist. Näidete hulka kuuluvad Hastelloy C-276 ja Stellite sulamite karbiidid.

 

3. Intermetalliline ühendite tugevdamine:Näiteks Ni₃Si ja Lavesi faasid.

 

4. Töökarastus:Mõnede sulamite (nt Monel K-500) pinna kõvadus võib külmtöötlemisel oluliselt suureneda.

 

Levinud kulumiskindlad-niklisulamid ja nende rakendused

 

1. Levinud tüübid: nikkel-kroom-molübdeensulamid (korrosiooni- ja kulumiskindlad)

 

• Peamised omadused ja kulumiskindluse mehhanism:Kulumiskindluse tagavad ülikõrge vastupidavus üldisele korrosioonile (eriti segaredokshapetele), tugevdatud molübdeeni ja kroomiga läbi tahke lahuse ning karbiidid.

 

• Peamised rakendused:Keemiapumbad ja -ventiilid, segistid, reaktori sisemised osad, suitsugaaside väävlitustamise süsteemid ja paberitööstus.

 

 

2. Levinud tüübid: nikkel{1}}vasesulamid (monelisulamid)

 

• Peamised omadused ja kulumiskindluse mehhanism:Suurepärane vastupidavus merevee, väävelhappe ja vesinikfluoriidhappe korrosioonile. K-500 võib saavutada suurema kõvaduse vananemiskõvenemise (Ni₃ (Ti,Al) sadestamine) ja külmtöötlemise kaudu.

 

• Peamised rakendused:Meretehnika komponendid, pumba võllid, ventiilid, kaabitsad, kruvikonveierid.

 

 

3. Levinud tüüp: sademete kõvenemise tüüp (kõrge{1}}temperatuuri kulumiskindlus)

 

• Peamised omadused ja kulumiskindluse mehhanism:Äärmiselt kõrge tugevus saavutatakse faasi ja faasi vananemise sademetega; hea kõrge{0}}temperatuuri stabiilsus; vastupidavus kulumisele ja väsimuskulumisele.

 

• Peamised rakendused:Aero-mootori labad, turbiinikettad, kinnitusdetailid, kõrgtemperatuurilised-stantsid ja ekstrusioonikruvid.

 

 

 

4. Levinud tüübid: austeniitse roostevaba terase evolutsioon (kõrge tugevus ja kulumiskindlus)

 

• Peamised omadused ja kulumiskindluse mehhanism:Kõrge -lämmastikusisaldusega austeniitsest roostevaba teras, kuid kõrge niklisisaldusega (~8,5%). Kõrge tugevus ja kulumiskindlus saavutatakse lämmastikulahuse töötlemise ja külmtöötlemise abil suhteliselt madalate kuludega.

 

• Peamised rakendused:Määrimata laagrid, kulumisrõngad, kinnitusdetailid ja toiduainete töötlemise seadmed.

 

 

 

Peamised kaalutlused kulumiskindlate{0}}niklisulamite valimisel

 

1. Kandmise tüüp:Kas see on abrasiivne kulumine, erosioon, liimikulumine või ärritav kulumine?

2. Keskkonnakeskkond:Temperatuur, rõhk, hapete, leeliste, soolade, oksiidide, sulfiidide jne olemasolu.

3. Mehaanilised nõuded:Nõutav kõvadus, tugevus, sitkus ja löögikindlus.

4. Tootmisprotsess:Kas on vaja tahke valamist/sepistamist või ainult pindkeevituskatte/termipihustuskatet?

5. Kulutõhusus:{1}}Kuigi niklisulamid on kallid, on nende pikk eluiga ja madalad hoolduskulud sageli kriitiliste seadmete jaoks säästlikud.