Kromi ja molybdeeni nikkeli{0}}pohjaisissa metalliseoksissa - Knowledge

1. Ydinmatriisikomponentit

Molemmat metalliseokset kestävätnikkeli (Ni)peruselementtinä, jonka osuus on suurin (yleensä yli 50 %), mikä takaa erinomaisen korroosionkestävyyden, hapettumisenkestävyyden ja korkeiden lämpötilojen vakauden. Matriiseoselementtien yhteensovittamisessa on kuitenkin eroja:

Ratkaisu-kovettuva nikkeli-pohjaiset seokset

Matriisia vahvistetaan pääasiassakiinteät liuoselementit, jotka liukenevat hyvin nikkeliin, kuten kromi (Cr), rauta (Fe), molybdeeni (Mo) ja volframi (W). Nämä alkuaineet liukenevat tasaisesti nikkeli-pohjaiseen pinta-keskitettyyn kuutiohilaan (FCC) muodostaen yksi-faasinen kiinteä aine. Kunkin alkuaineen pitoisuutta valvotaan täydellisen kiinteän liukoisuuden rajoissa, eikä toisen vaiheen saostumia synny lämpökäsittelyn tai huollon aikana. Esimerkiksi Alloy 600 sisältää noin 72 % Ni:tä, 15,5 % Cr:a ja 8 % Fe:a, ilman voimakkaita saostumia muodostavia alkuaineita.

Saostus-kovettuva nikkeli-pohjaiset seokset

Nikkeli-kromi-molybdeenimatriisin perusteella tietty määräsaostumaa-muodostavat alkuaineet, jotka liukenevat huonosti nikkeliinlisätään. Nämä alkuaineet voivat muodostaa tietyissä lämpötiloissa stabiileja metallien välisiä yhdisteitä, jotka ovat saostumisen vahvistamisen ydin. Matriisielementeillä (Cr, Mo, W) ei ole vain kiinteä liuosta vahvistava rooli, vaan ne myös auttavat stabiloimaan saostuneita faaseja.

2. Tärkeimmät toiminnalliset seostuselementit

Olennainen ero koostumuksessa on saostumista -muovien alkuaineiden lisäämisessä saostus-kovettuviin seoksiin, joita ei ole tai niitä on vain pieniä määriä liuos-kovettuvissa seoksissa:

Luokka	Saostus-kovettuva nikkeli-pohjaiset seokset	Ratkaisu-kovettuva nikkeli-pohjaiset metalliseokset
Sateen{0}}muodostavat elementit	sisältää paljon{0}}sisältöäalumiini (Al), titaani (Ti), ja joskusniobium (Nb)jatantaali (Ta). Al:n ja Ti:n kokonaispitoisuus on yleensä 1,5–6 %. Nämä alkuaineet reagoivat nikkelin kanssa muodostaen järjestettyjä metallien välisiä yhdisteitäNi₃ (Al, Ti)(kutsutaan vaiheeksi) taiNi₃Nb(kutsutaan vaiheeksi). Esimerkiksi Inconel 718 sisältää noin 0,5 % Al, 1,0 % Ti ja 5,0 % Nb, ''-faasin pääasiallisena vahvistusvaiheena.	Lähes ei lisätä AI:ta ja Ti:tä tai pitoisuus on alle 0,5 %. Ei ole olemassa alkuaineita, jotka voisivat muodostaa massiivisia vahvistavia saostusfaaseja.
Kiinteitä ratkaisuja vahvistavat elementit	Sisältää Cr (10 % – 20 %), Mo (2 % – 10 %), W (0 % – 5 %) lisävahvistuselementteinä, jotka liuotetaan matriisiin parantamaan matriisin lujuutta samalla kun varmistetaan korroosionkestävyys.	Sisältää runsaasti Cr (15 %–30 %), Mo (5 %–15 %), W (0 %–10 %) pääasiallisina vahvistuselementteinä, jotka luottavat kiinteän liuoksen aiheuttamaan hilan vääristymiseen lujuuden parantamiseksi.
Apuelementit	Saa lisätä pienen määränhiili (C)muodostaa karbidifaaseja (kuten TiC, NbC) rakeiden jalostamiseksi; lisätäboori (B)jazirkonium (Zr)parantaa raerajajen lujuutta.	Lisää pieni määrä C:tä muodostamaan M23C6-karbideja raerajojen stabiloimiseksi; B:tä tai Zr:ää ei yleensä lisätä, koska raerajojen sidosvoimaa ei tarvitse optimoida korkean-lämpötilalujuuden saavuttamiseksi.

info-446-440 info-444-446

3. Elementin sisällönhallintalogiikka

vartensaostus-kovettuvia seoksia, Al/Ti-pitoisuuden suhdetta ja sademäärän muodostavien -alkuaineiden kokonaismäärää on valvottava tarkasti. Liiallinen pitoisuus johtaa hauraiden faasien muodostumiseen (kuten σ-faasi, Laves-faasi) ja vähentää lejeeringin sitkeyttä; riittämätön sisältö ei voi muodostaa riittävästi vahvistusvaiheita, mikä johtaa heikkoon lujuuteen.

vartenliuos-kovettuvia seoksia, kiinteiden liuosalkuaineiden pitoisuutta rajoittaa pääasiassa liukoisuusraja. Tavoitteena on maksimoida kiinteän liuoksen vahvistava vaikutus sillä edellytyksellä, että seos pysyy yksivaiheisena-faasirakenteena kaikissa käyttölämpötiloissa, jolloin vältetään suorituskykyä heikentävien hauraiden faasien saostuminen.