Wat zijn bepaalde slijtvaste-materialen van nikkellegeringen?

 

Wat is een slijtvaste-nikkellegering?

 

Slijt{0}}bestendige nikkellegeringen zijn een klasse hoogwaardige metalen materialen- die nikkel als basis gebruiken en verschillende legeringselementen toevoegen (zoals chroom, molybdeen, wolfraam, niobium, ijzer, enz.) en speciale versterkingsbehandelingen ondergaan, waardoor ze een uitstekende duurzaamheid vertonen in zware slijtageomgevingen.

 

Slijt{0}}bestendige nikkellegeringen worden beschouwd als een van de 'ultieme materialen' voor het oplossen van de drievoudige uitdagingen van hoge temperaturen, corrosie en slijtage. Hun superieure prestaties komen voort uit het nauwkeurige ontwerp van de legeringssamenstelling en de controle van de microstructuur. Bij de selectie van deze legeringen is nauwe samenwerking met materiaalleveranciers of ingenieurs essentieel, rekening houdend met specifieke bedrijfsomstandigheden (T, P, media) en faalwijzen, voor gerichte selectie en testen.

 

Deze materialen hebben niet alleen de uitstekende weerstand tegen hoge- temperaturen, corrosieweerstand en goede taaiheid van legeringen op nikkel--basis, maar beschikken ook over een uitstekende weerstand tegen slijtage, krassen, corrosie en wrijvingsschade dankzij een specifiek legeringsontwerp en versterkingsmechanismen. Deze materialen worden veel gebruikt onder extreem zware werkomstandigheden. We zullen de belangrijkste versterkings- en slijtvaste-mechanismen gedetailleerd beschrijven, evenals algemene slijtvaste-families van nikkellegeringen en typische kwaliteiten, enz.

 

Belangrijkste versterkings- en slijtvastheidsmechanismen

 

Versterkingsmechanismen gaan over "hoe het sterker kan worden gemaakt"; Slijtage-weerstandsmechanismen behandelen 'hoe u slijtage kunt weerstaan'. De volgende vier zijn veelgebruikte soorten versterkende en slijtvaste-materialen:

 

1. Versterking van vaste oplossingen:Het toevoegen van chemische elementen zoals molybdeen, chroom, wolfraam en kobalt om de matrix te versterken.

 

2. Versterking van de tweede fase (precipitatieharding):

• 'fase [Ni₃(Al, Ti)]:De belangrijkste versterkingsfase in materialen als Inconel 718 en X-750, die sterkte bij hoge temperaturen bieden.
• Carbiden/boraten:Zoals chroomcarbiden (bijv. Cr₇C₃, Cr₂₃C₆) en molybdeen/wolfraamcarbiden, dit zijn harde deeltjes die direct bestand zijn tegen schurende slijtage. Voorbeelden hiervan zijn carbiden in Hastelloy C-276 en Stellietlegeringen.

 

3. Versterking van intermetaalverbindingen:Zoals Ni₃Si- en Laves-fasen.

 

4. Werkverharding:Bij sommige legeringen (zoals Monel K-500) kan de oppervlaktehardheid aanzienlijk worden verhoogd door koudvervormen.

 

Veel voorkomende slijtvast-nikkellegeringen en hun toepassingen

 

1. Veel voorkomende typen: nikkel-chroom-molybdeenlegeringen (corrosie- en slijtvast)

 

• Belangrijkste kenmerken en slijtvastheidsmechanisme:Extreem hoge weerstand tegen algemene corrosie (vooral gemengde redoxzuren), versterkt met molybdeen en chroom door vaste oplossing, en carbiden zorgen voor slijtvastheid.

 

• Belangrijkste toepassingen:Chemische pompen en kleppen, roerwerken, reactorintern, rookgasontzwavelingssystemen en de papierindustrie.

 

 

2. Veel voorkomende typen: nikkel-koperlegeringen (monellegeringen)

 

• Belangrijkste eigenschappen en slijtvastheidsmechanisme:Uitstekende weerstand tegen zeewater-, zwavelzuur- en fluorwaterstofzuurcorrosie. K-500 kan een hogere hardheid bereiken door veroudering (precipitatie van Ni₃(Ti,Al)) en koudvervormen.

 

• Belangrijkste toepassingen:Maritieme onderdelen, pompschachten, kleppen, schrapers, schroeftransporteurs.

 

 

3. Algemeen type: type neerslagharding (slijtvastheid bij hoge- temperaturen)

 

• Belangrijkste kenmerken en slijtvastheidsmechanisme:Extreem hoge sterkte wordt bereikt door 'fase- en' faseverouderingsprecipitatie; goede stabiliteit bij hoge-temperaturen; weerstand tegen wrijvingsslijtage en vermoeiingsslijtage.

 

• Belangrijkste toepassingen:Aero-motorbladen, turbineschijven, bevestigingsmiddelen, hoge- temperatuurmatrijzen en extrusieschroeven.

 

 

 

4. Veel voorkomende typen: Austenitische roestvrijstalen evolutie (hoge sterkte en slijtvastheid)

 

• Belangrijkste kenmerken en slijtvastheidsmechanisme:Austenitisch roestvrij staal met een hoog-stikstofgehalte, maar met een hoog nikkelgehalte (~8,5%). Hoge sterkte en slijtvastheid worden bereikt door behandeling met een stikstofoplossing en koudverharding, tegen relatief lage kosten.

 

• Belangrijkste toepassingen:Ongesmeerde lagers, slijtringen, bevestigingsmiddelen en voedselverwerkingsapparatuur.

 

 

 

Belangrijke overwegingen bij het selecteren van slijtvaste-nikkellegeringen

 

1. Slijtagetype:Is het schurende slijtage, erosie, lijmslijtage of wrijvingsslijtage?

2. Milieumedium:Temperatuur, druk, aanwezigheid van zuren, logen, zouten, oxiden, sulfiden, enz.

3. Mechanische vereisten:Vereiste hardheid, sterkte, taaiheid en slagvastheid.

4. Productieproces:Is massief gieten/smeden vereist, of alleen een oppervlaktelasoverlay/thermische spuitcoating?

5. Kosteneffectiviteit-:Hoewel nikkellegeringen duur zijn, zijn hun lange levensduur en lage onderhoudskosten vaak voordelig voor kritische apparatuur.