Kateri so nekateri materiali iz-nikljevih zlitin, odpornih proti obrabi?

 

Kaj je obrabno{0}}odporna nikljeva zlitina?

 

Na obrabo{0}}odporne nikljeve zlitine so razred visoko{1}}zmogljivih kovinskih materialov, ki uporabljajo nikelj kot osnovo in dodajajo različne legirne elemente (kot so krom, molibden, volfram, niobij, železo itd.) in so podvrženi posebnim ojačevalnim obdelavam, s čimer izkazujejo odlično vzdržljivost v težkih okoljih obrabe.

 

Na obrabo{0}}odporne nikljeve zlitine veljajo za enega od »najboljših materialov« za reševanje trojnih izzivov visoke temperature, korozije in obrabe. Njihovo vrhunsko delovanje izhaja iz natančne zasnove sestave zlitine in nadzora mikrostrukture. Pri izbiri teh zlitin je bistvenega pomena tesno sodelovanje z dobavitelji materialov ali inženirji, ob upoštevanju posebnih pogojev delovanja (T, P, mediji) in načinov odpovedi, za ciljno izbiro in testiranje.

 

Ti materiali ne podedujejo le odlične odpornosti na visoke-temperature, odpornosti proti koroziji in dobre žilavosti zlitin na osnovi-niklja, ampak imajo tudi izjemno odpornost proti obrabi, praskam, koroziji in poškodbam zaradi posebne zasnove zlitine in mehanizmov za utrjevanje. Ti materiali se pogosto uporabljajo v izjemno težkih delovnih pogojih. Podrobno bomo opisali glavne ojačevalne in obrabno-odporne mehanizme, kot tudi običajne obrabno-družine nikljevih zlitin in tipične razrede itd.

 

Glavni mehanizmi za krepitev in odpornost proti obrabi

 

Mehanizmi krepitve obravnavajo "kako ga narediti močnejšega"; mehanizmi, odporni-na obrabo, obravnavajo "kako se upreti obrabi." Naslednji štirje so pogosti tipi ojačitvenih in -obrabno odpornih materialov:

 

1. Krepitev s trdno raztopino:Dodajanje kemičnih elementov, kot so molibden, krom, volfram in kobalt za krepitev matrice.

 

2. Druga faza utrjevanja (izločevalno utrjevanje):

• 'faza [Ni3(Al, Ti)]:Glavna faza utrjevanja v materialih, kot sta Inconel 718 in X-750, ki zagotavlja trdnost pri visokih temperaturah.
• Karbidi/borati:Kot so kromovi karbidi (npr. Cr₇C3, Cr₂3C₆) in molibden/volframov karbidi, ki so trdi delci, ki se neposredno upirajo abrazivni obrabi. Primeri vključujejo karbide v zlitinah Hastelloy C-276 in Stellite.

 

3. Ojačitev z intermetalno spojino:Kot sta Ni₃Si in Lavesova faza.

 

4. Utrjevanje pri delu:Nekaterim zlitinam (kot je Monel K-500) se lahko površinska trdota znatno poveča s hladno obdelavo.

 

Običajne vrste nikljevih-zlitin, odpornih proti obrabi, in njihove uporabe

 

1. Pogosti tipi: nikelj-krom-molibdenove zlitine (odporne proti koroziji in obrabi)

 

• Glavne značilnosti in mehanizem odpornosti proti obrabi:Izjemno visoka odpornost na splošno korozijo (zlasti mešane redoks kisline), ojačana z molibdenom in kromom preko trdne raztopine, karbidi pa zagotavljajo odpornost proti obrabi.

 

• Glavne aplikacije:Kemične črpalke in ventili, mešala, notranjost reaktorjev, sistemi za razžveplanje dimnih plinov in papirna industrija.

 

 

2. Pogoste vrste: nikljeve-bakrove zlitine (monelove zlitine)

 

• Glavne lastnosti in mehanizem odpornosti proti obrabi:Odlična odpornost na korozijo z morsko vodo, žveplovo kislino in fluorovodikovo kislino. K-500 lahko doseže večjo trdoto s staranjem (obarjanje Ni₃(Ti,Al)) in hladno obdelavo.

 

• Glavne aplikacije:Komponente pomorske tehnike, gredi črpalk, ventili, strgala, vijačni transporterji.

 

 

3. Običajni tip: vrsta padavinskega utrjevanja (odpornost proti-visoki-temperaturni obrabi)

 

• Glavne značilnosti in mehanizem odpornosti proti obrabi:Izjemno visoko trdnost dosežemo s faznim in faznim staranjem; dobra visoka{0}}temperaturna stabilnost; odpornost proti obrabi zaradi strganja in obrabe zaradi utrujenosti.

 

• Glavne aplikacije:Lopatice letalskih-motorjev, turbinski diski, pritrdilni elementi, visoko{1}}temperaturne matrice in ekstrudijski vijaki.

 

 

 

4. Pogosti tipi: Evolucija avstenitnega nerjavečega jekla (visoka trdnost in odpornost proti obrabi)

 

• Glavne značilnosti in mehanizem odpornosti proti obrabi:Avstenitno nerjavno jeklo z visoko- vsebnostjo dušika, vendar z visoko vsebnostjo niklja (~8,5 %). Visoka trdnost in odpornost proti obrabi sta doseženi z obdelavo z dušikovo raztopino in hladnim utrjevanjem ob razmeroma nizkih stroških.

 

• Glavne aplikacije:Nenamazani ležaji, obrabni obroči, pritrdilni elementi in oprema za predelavo hrane.

 

 

 

Ključni pomisleki pri izbiri-obrabno odpornih nikljevih zlitin

 

1. Vrsta obrabe:Ali gre za abrazivno obrabo, erozijo, adhezijsko obrabo ali obrabo zaradi strganja?

2. Okoljski medij:Temperatura, tlak, prisotnost kislin, alkalij, soli, oksidov, sulfidov itd.

3. Mehanske zahteve:Zahtevana trdota, trdnost, žilavost in odpornost na udarne obremenitve.

4. Proizvodni proces:Ali je potreben trdni ulitek/kovanje ali le prekrivanje površinskega zvara/prevleka s toplotnim pršenjem?

5. Stroškovna-učinkovitost:Čeprav so nikljeve zlitine drage, so njihova dolga življenjska doba in nizki stroški vzdrževanja pogosto ekonomični za kritično opremo.