Νέα

Στην αποτελεσματική εξόρυξη πόρων πετρελαίου και φυσικού αερίου σε βάθος, οι αντλίες και οι βαλβίδες είναι απαραίτητος βασικός εξοπλισμός στη βιομηχανία εξόρυξης πετρελαίου και φυσικού αερίου. Ωστόσο, με τη συνεχή αύξηση της παγκόσμιας ζήτησης ενέργειας, η εξόρυξη πετρελαίου και φυσικού αερίου κινείται σε βαθύτερους σχηματισμούς, ενώ ταυτόχρονα αντιμετωπίζει όλο και πιο σκληρά φυσικά περιβάλλοντα λειτουργίας. Ιδιαίτερα αξιοσημείωτη είναι η παρουσία μεγάλων ποσοτήτων υψηλά διαβρωτικών μέσων όπως υδρόθειο (H2S), διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και υψηλές συγκεντρώσεις χλωριδίων σε βαθιά δεξαμενές πετρελαίου και αερίου. Αυτές οι ουσίες μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή βλάβη διάβρωσης στα εσωτερικά τοιχώματα των βαλβίδων γεώτρησης και των σωληνώσεων. Για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού και να ενισχύσει την αντίσταση στη διάβρωση των βασικών εξαρτημάτων, η βιομηχανία υιοθετεί συνήθως μια τεχνική επικάλυψης κραμάτων με βάση το νικέλιο στην επιφάνεια των σωμάτων βαλβίδων χαμηλού κράματος ή των καλυμμάτων βαλβίδων. Αυτή η διαδικασία διατηρεί την αρχική ακαμψία και τη μηχανική αντοχή του υποστρώματος της βαλβίδας, ενώ χρησιμοποιεί πλήρως την εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση των κραμάτων με βάση το νικέλιο και επίσης ελέγχει αποτελεσματικά το κόστος κατασκευής. Σε διεθνές επίπεδο, μεγάλες χώρες παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου, εκπροσωπούμενες από τις Ηνωμένες Πολιτείες, έχουν εκδώσει αρκετά επαγγελματικά τεχνικά πρότυπα για αυτόν τον τύπο διαδικασίας αντιδιαβρωτικής συγκόλλησης. Έγκυρες οργανώσεις όπως το American Petroleum Institute (API), η National Association of Corrosion Engineers (NACE) και η American Society of Mechanical Engineers (ASME) έχουν δημοσιεύσει όλες τις αντίστοιχες τεχνικές προδιαγραφές. Επιπλέον, μεγάλες διεθνείς εταιρείες εξοπλισμού εξόρυξης πετρελαίου και φυσικού αερίου όπως η ABB, η Vetco Gray, η FMC, η Aker Kvaerner και η Cooper Cameron έχουν υιοθετήσει ευρέως διάφορες προηγμένες διαδικασίες συγκόλλησης και υλικά συγκόλλησης με βάση το νικέλιο υψηλής απόδοσης για προστασία από επικάλυψη συγκόλλησης των βαλβίδων γεώτρησης και των εσωτερικών τοιχωμάτων του αγωγού. Μεταξύ αυτών, το σύρμα συγκόλλησης με βάση το νικέλιο INCONEL 625 (ERNiCrMO-3) είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο. Από την άποψη της χημικής σύνθεσης, το σύρμα συγκόλλησης ERNiCrMO-3, χάρη στην εξαιρετική αντοχή του νικελίου στη διάβρωση λόγω χλωρίου και στην ανώτερη αντίσταση στην οξείδωση του χρωμίου, παρουσιάζει εξαιρετικά ισχυρή αντίσταση στη διάβρωση των ρωγμών και στη διάβρωση σε σκληρά διαβρωτικά περιβάλλοντα και σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών.

Τα κράματα με βάση το νικέλιο είναι μια κατηγορία κραμάτων που διαθέτουν υψηλή αντοχή και ορισμένη αντοχή στην οξείδωση και τη διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες 650–1000℃. Με βάση τις κύριες ιδιότητές τους, τα κράματα με βάση το νικέλιο μπορούν περαιτέρω να υποδιαιρεθούν σε κράματα με βάση το νικέλιο ανθεκτικά στη θερμότητα, κράματα με βάση το νικέλιο ανθεκτικά στη διάβρωση, κράματα με βάση το νικέλιο ανθεκτικά στη φθορά, κράματα με βάση το νικέλιο ακριβείας και κράματα με βάση το νικέλιο με μνήμη σχήματος. Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας ταξινομούνται ανάλογα με τα υλικά μήτρας τους σε κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το σίδηρο, κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο και κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το κοβάλτιο. Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο συνήθως αναφέρονται απλώς ως κράματα με βάση το νικέλιο. Προέλευση και Ανάπτυξη Η έρευνα και η ανάπτυξη κραμάτων με βάση το νικέλιο ξεκίνησε στα τέλη της δεκαετίας του 1930. Το Ηνωμένο Βασίλειο παρήγαγε για πρώτη φορά Nimonic 75 (Ni-20Cr-0.4Ti) το 1941. Για τη βελτίωση της αντοχής ερπυσμού, προστέθηκε αλουμίνιο, με αποτέλεσμα το κράμα Nimonic 80 με βάση το νικέλιο (Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al). Οι Ηνωμένες Πολιτείες στα μέσα της δεκαετίας του 1940, η Σοβιετική Ένωση στα τέλη της δεκαετίας του 1940 και η Κίνα στα μέσα της δεκαετίας του 1950 ανέπτυξαν επίσης διαδοχικά κράματα με βάση το νικέλιο. Η ανάπτυξη κραμάτων με βάση το νικέλιο περιλαμβάνει δύο πτυχές: βελτιώσεις στη σύνθεση του κράματος και καινοτομίες στην τεχνολογία παραγωγής. Για παράδειγμα, η ανάπτυξη της τεχνολογίας τήξης υπό κενό στις αρχές της δεκαετίας του 1950 δημιούργησε συνθήκες για τον καθαρισμό κραμάτων με βάση το νικέλιο με υψηλή περιεκτικότητα σε αλουμίνιο και τιτάνιο, βελτιώνοντας σημαντικά την αντοχή και τη θερμοκρασία λειτουργίας τους. Στα τέλη της δεκαετίας του 1950, η αυξανόμενη θερμοκρασία λειτουργίας των πτερυγίων του στροβίλου έθεσε υψηλότερες απαιτήσεις για την αντοχή των κραμάτων σε υψηλή θερμοκρασία. Ωστόσο, η υψηλή αντοχή έκανε την παραμόρφωση δύσκολη ή ακόμα και αδύνατη, οδηγώντας στην ανάπτυξη μιας σειράς κραμάτων χύτευσης με καλή αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία χρησιμοποιώντας τεχνολογία χύτευσης ακριβείας. Στα μέσα της δεκαετίας του 1960, η απόδοση των κατευθυντικά στερεοποιημένων και μονοκρυστάλλων κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας, καθώς και των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας μεταλλουργίας σκόνης, βελτιώθηκε. Για την κάλυψη των αναγκών θαλάσσιων και βιομηχανικών αεριοστροβίλων, από τη δεκαετία του 1960, έχει αναπτυχθεί μια σειρά κραμάτων με βάση το νικέλιο υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο με καλή αντοχή στη διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες και σταθερές μικροδομές. Από τις αρχές της δεκαετίας του 1940 έως τα τέλη της δεκαετίας του 1970, για περίπου 40 χρόνια, η θερμοκρασία λειτουργίας των κραμάτων με βάση το νικέλιο αυξήθηκε από 700℃ σε 1100℃, μια μέση αύξηση περίπου 10℃ ετησίως. Σήμερα, η θερμοκρασία λειτουργίας των κραμάτων με βάση το νικέλιο υπερβαίνει τους 1100℃. Από το αρχικά απλό κράμα Nimonic 75 έως το κράμα MA6000 που αναπτύχθηκε πρόσφατα, το οποίο διαθέτει αντοχή εφελκυσμού 2220 MPa και αντοχή διαρροής 192 MPa στους 1100°C, η αντοχή ερπυσμού του στους 1100°C/137 MPa είναι περίπου 1000 ώρες, γεγονός που το καθιστά κατάλληλο για μηχανισμό αεροπλάνου 1000 ώρες. Ο ρόλος των διάφορων μετάλλων στα κράματα με βάση το νικέλιο Για ένα συγκεκριμένο κράμα με βάση το νικέλιο, υπάρχουν πολλές μεταβλητές σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον, όπως: συγκέντρωση, θερμοκρασία, αερισμός, ρυθμός ροής υγρού (αερίου), ακαθαρσίες, φθορά και συνθήκες διεργασίας κυκλοφορίας. Αυτές οι μεταβλητές μπορούν να οδηγήσουν σε διάφορα προβλήματα διάβρωσης. Το νικέλιο και άλλα στοιχεία κραμάτων μπορούν να αντιμετωπίσουν αυτά τα προβλήματα. Το μεταλλικό νικέλιο διατηρεί μια ωστενιτική κυβική δομή με επίκεντρο το πρόσωπο πριν φτάσει στο σημείο τήξης του. Αυτό παρέχει ελευθερία για τη μετάπτωση όλκιμο-εύθραυστο και μειώνει σημαντικά τα προβλήματα κατασκευής που προκαλούνται από τη συνύπαρξη άλλων μετάλλων. Στην ηλεκτροχημική αλληλουχία, το νικέλιο είναι πιο αδρανές από τον σίδηρο αλλά πιο δραστικό από τον χαλκό. Επομένως, σε περιβάλλοντα αναγωγής, το νικέλιο είναι πιο ανθεκτικό στη διάβρωση από το σίδηρο αλλά λιγότερο ανθεκτικό στη διάβρωση από τον χαλκό. Η προσθήκη χρωμίου στο νικέλιο προσδίδει αντίσταση στην οξείδωση στο κράμα, με αποτέλεσμα μια ποικιλία κραμάτων με εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση τόσο σε αναγωγικά όσο και σε οξειδωτικά περιβάλλοντα. Σε σύγκριση με τον ανοξείδωτο χάλυβα και άλλα κράματα με βάση το σίδηρο, τα κράματα με βάση το νικέλιο μπορούν να φιλοξενήσουν μια ευρύτερη ποικιλία στοιχείων κράματος σε κατάσταση στερεού διαλύματος, διατηρώντας παράλληλα καλή μεταλλουργική σταθερότητα. Αυτές οι ιδιότητες επιτρέπουν την προσθήκη διαφόρων στοιχείων κράματος σε κράματα με βάση το νικέλιο, επιτρέποντας την ευρεία εφαρμογή τους σε ποικίλα διαβρωτικά περιβάλλοντα. Τα κοινά στοιχεία στα κράματα με βάση το νικέλιο περιλαμβάνουν: Νικέλιο (Ni): Παρέχει μεταλλουργική σταθερότητα, βελτιώνει τη θερμική σταθερότητα και τη συγκολλησιμότητα, ενισχύει την αντίσταση στα αναγωγικά οξέα και τις καυστικές σόδες και βελτιώνει την αντοχή στη διάβρωση λόγω καταπόνησης, ειδικά σε περιβάλλοντα χλωρίου και καυστικής σόδας. Χρώμιο (Cr): Βελτιώνει την αντίσταση στην οξείδωση, την αντίσταση στην οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες, την αντίσταση στη σουλφίδωση και την αντίσταση στη διάβρωση των κοιλωμάτων και των ρωγμών. Μολυβδαίνιο (Mo): Βελτιώνει την αντίσταση στη μείωση της όξινης διάβρωσης, ενισχύει την αντίσταση στη διάβρωση με κοιλότητες και ρωγμές σε υδατικά διαλύματα που περιέχουν χλώριο και αυξάνει την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία. Σίδηρος (Fe): Βελτιώνει την αντίσταση ενανθράκωσης σε υψηλή θερμοκρασία, μειώνει το κόστος του κράματος και ελέγχει τη θερμική διαστολή. Χαλκός (Cu): Βελτιώνει την αντίσταση στη μείωση της όξινης διάβρωσης (ιδιαίτερα του θειικού οξέος).

Το Haynes 188 Superalloy είναι ένα κράμα με βάση το νικέλιο με εξαιρετικές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας. Χρησιμοποιείται κυρίως σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης, όπως κινητήρες αεροσκαφών και αεριοστρόβιλους. Το κράμα έχει σχεδιαστεί για να παρέχει εξαιρετική αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, αντίσταση οξείδωσης και αντοχή στη διάβρωση. Το Haynes 188 είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για κρίσιμα εξαρτήματα που απαιτούν παρατεταμένη λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες, όπως λεπίδες αεριοστροβίλου και εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας στους κινητήρες αεροσκαφών. Αυτό το άρθρο θα συζητήσει λεπτομερώς τη χημική σύνθεση, τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες και τις περιοχές εφαρμογής του Haynes 188. Χημική σύνθεση του Haynes 188 κράμα υψηλής θερμοκρασίας Η χημική σύνθεση του κράματος υψηλής θερμοκρασίας Haynes 188 αποτελείται κυρίως από νικέλιο, χρωμίου, μολυβδαινίου και κοβαλτίου. Το νικέλιο σχηματίζει τη μήτρα, ενώ η προσθήκη άλλων στοιχείων κράματος ενισχύει την αντοχή στην οξείδωση του κράματος, την αντοχή στη διάβρωση και τη δύναμη υψηλής θερμοκρασίας. Το παρακάτω είναι η κύρια χημική σύνθεση του κράματος υψηλής θερμοκρασίας Haynes 188: στοιχείο Περιεχόμενο (%) (NI) 55-60 (CR) 18-22 (ΜΟ) 3-4 (CO) 8-10 (Al) 1.5-2 (Fe) 10-15 (Ti) 1.5-2 (ΝΤΟ) 0,1

Το Haynes 25 είναι μια υπερκράτηση με σταθερή διαλύτη-ενισχυμένη με νικέλιο-κόμβο-χρωμίου-σιδήρου με εξαιρετική αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, καλή αντοχή στην οξείδωση και αντοχή σε ζεστή διάβρωση. Διατηρεί εξαιρετική δομική σταθερότητα και μηχανικές ιδιότητες ακόμη και σε θερμοκρασίες μέχρι 1095 ° C, καθιστώντας την κατάλληλη για την κατασκευή εξαρτημάτων υψηλής θερμοκρασίας για κινητήρες αεροσκαφών, βιομηχανικές δομές κλιβάνου και συστατικά αεριοστροβίλων. Αυτό το άρθρο εισάγει συστηματικά τη χημική σύνθεση, τις φυσικές ιδιότητες, τις μηχανικές ιδιότητες, τα χαρακτηριστικά επεξεργασίας και τις βασικές περιοχές εφαρμογής του Haynes 25. Χημική σύνθεση του Haynes 25 κράμα υψηλής θερμοκρασίας Η χημική σύνθεση του κράματος Haynes 25 είναι επιστημονικά διαμορφωμένη για να εξασφαλίσει εξαιρετική μηχανική αντοχή και αντοχή στη διάβρωση υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας. Τα κύρια στοιχεία του εμφανίζονται στον παρακάτω πίνακα: στοιχείο Εύρος περιεχομένου (%) (NI) 44.5-49 (CO) 19-21 (CR) 19-21 (Fe) 3 (Μη) 1-2 (Σι) 1 (ΝΤΟ) 0.05-0.15 (W) 14-16

Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας είναι κράματα που μπορούν να διατηρήσουν τις μηχανικές τους ιδιότητες και τη χημική τους σταθερότητα σε θερμοκρασίες έως και 1300℃ ή και υψηλότερες. Χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική, τους αεριοστρόβιλους, τους κλιβάνους υψηλής θερμοκρασίας, την πυρηνική βιομηχανία και τον χημικό εξοπλισμό υψηλής θερμοκρασίας. Με τις αυξανόμενες απαιτήσεις για απόδοση υψηλής θερμοκρασίας στη σύγχρονη βιομηχανία, τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας που μπορούν να αντέξουν τους 1300℃ διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον τομέα της επιστήμης των υλικών. Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά σε περιβάλλοντα που αντέχουν στους 1300℃, διαθέτουν υψηλή αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, ισχυρή αντίσταση ερπυσμού και καλή αντοχή στην οξείδωση. Οι βασικοί βαθμοί και τα χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν: Rene 41: Εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και αντοχή σε ερπυσμό. μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας έως 1300℃. χρησιμοποιείται συνήθως σε κρίσιμα εξαρτήματα όπως πτερύγια αεροκινητήρων και δίσκοι τουρμπίνας. Inconel 718: Αν και η κοινή θερμοκρασία λειτουργίας του είναι 650-700℃, μέσω θεραπειών ενίσχυσης στερεού διαλύματος και ενίσχυσης καθίζησης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πτερύγια αεριοστροβίλων, συνδετήρες και δομικά εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας. Inconel 625 (N06625): Εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και στην οξείδωση, κατάλληλο για εξαρτήματα κλιβάνων υψηλής θερμοκρασίας σε χημικές βιομηχανίες, θαλάσσιο εξοπλισμό υψηλής θερμοκρασίας και εξαρτήματα πυρηνικής βιομηχανίας. GH4133, GH99: Συνήθως χρησιμοποιούνται κράματα με βάση το νικέλιο υψηλής θερμοκρασίας στην Κίνα, χρησιμοποιήσιμα σε περιβάλλοντα 1200-1300℃, που χρησιμοποιούνται συνήθως σε αεριοστρόβιλους και σωλήνες κλιβάνων υψηλής θερμοκρασίας. Υπερκράματα με βάση το κοβάλτιο: Τα υπερκράματα με βάση το κοβάλτιο χρησιμοποιούνται ευρέως σε πεδία υψηλής θερμοκρασίας λόγω της εξαιρετικής αντοχής σε ερπυσμό και της θερμικής σταθερότητάς τους, ιδιαίτερα κατάλληλα για περιβάλλοντα ακραίων θερμοκρασιών. Σειρά Stellite: Εξαιρετική αντοχή στη φθορά και αντοχή στη διάβρωση, θερμοκρασία λειτουργίας έως 1100-1300℃, που χρησιμοποιείται συνήθως σε εργαλεία κοπής υψηλής θερμοκρασίας, λεπίδες στροβίλου και βαλβίδες υψηλής θερμοκρασίας. Κράμα Co-28Cr-6Mo: Διατηρεί καλές μηχανικές ιδιότητες σε υψηλές θερμοκρασίες, χρησιμοποιείται ευρέως σε εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας αεροκινητήρων και βασικά δομικά εξαρτήματα αεριοστροβίλων. Υπερκράματα με βάση τον σίδηρο: Τα υπερκράματα με βάση τον σίδηρο είναι σχετικά φθηνά και κατάλληλα για εφαρμογές σε υψηλές θερμοκρασίες αλλά όχι ακραίες. Αν και η αντοχή τους στη θερμοκρασία είναι ελαφρώς χαμηλότερη από τα κράματα με βάση το νικέλιο-κοβάλτιο, παραμένουν ανταγωνιστικά σε ορισμένους βιομηχανικούς τομείς: HK40: Ένα συνήθως χρησιμοποιούμενο κράμα με βάση το σίδηρο υψηλής θερμοκρασίας στην Κίνα, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί κάτω από 1200℃, που χρησιμοποιείται κυρίως σε λέβητες υψηλής θερμοκρασίας και εξοπλισμό ανταλλαγής θερμότητας. GH3039: Ένα κράμα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το σίδηρο με καλή αντοχή στην οξείδωση και ερπυσμό, κατάλληλο για σωλήνες κλιβάνων υψηλής θερμοκρασίας και δομικά εξαρτήματα. Βασικοί δείκτες απόδοσης κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας Όταν επιλέγετε κράματα υψηλής θερμοκρασίας ανθεκτικά στους 1300℃, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθοι δείκτες απόδοσης: Αντίσταση ερπυσμού: Διατήρηση σχήματος και αντοχής κάτω από μακροπρόθεσμα φορτία υψηλής θερμοκρασίας, ιδιαίτερα σημαντική για τα πτερύγια των στροβίλων και τους σωλήνες κλιβάνων υψηλής θερμοκρασίας. Αντοχή στην οξείδωση και τη διάβρωση: Αποτροπή οξείδωσης, διάβρωσης ή ρωγμής της επιφάνειας κατά τη μακροχρόνια λειτουργία σε οξειδωτικά ή διαβρωτικά μέσα. Θερμική σταθερότητα: Διατήρηση δομικής σταθερότητας σε υψηλές θερμοκρασίες, αποφυγή ανάπτυξης κόκκων ή καθίζησης εύθραυστων φάσεων. Απόδοση μηχανικής κατεργασίας: Καλές δυνατότητες συγκόλλησης, σφυρηλάτησης και μηχανικής κατεργασίας, διευκολύνοντας την κατασκευή πολύπλοκων δομικών στοιχείων. Εφαρμογές κραμάτων 1300℃ υψηλής θερμοκρασίας Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας έχουν ευρείες εφαρμογές στη σύγχρονη βιομηχανία: Αεροδιαστημική: Βασικά εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας, όπως πτερύγια κινητήρα στροβίλου, θάλαμοι καύσης και ακροφύσια. Αεριοστρόβιλοι: Δίσκοι στροβίλων, πτερύγια οδηγών, ρουλεμάν υψηλής θερμοκρασίας και επενδύσεις θαλάμου καύσης. Χημικός εξοπλισμός υψηλής θερμοκρασίας: Αντιδραστήρες υψηλής θερμοκρασίας, αγωγοί, εναλλάκτες θερμότητας και σωλήνες κλιβάνων ανθεκτικοί στη διάβρωση. Πυρηνική βιομηχανία: εξαρτήματα πυρηνικών αντιδραστήρων υψηλής θερμοκρασίας, εναλλάκτες θερμότητας και ειδικές σωληνώσεις.

Το κράμα υψηλής θερμοκρασίας είναι ένα μεταλλικό υλικό σε σχήμα μπαρ που χρησιμοποιείται σε υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης και εξαιρετικά διαβρωτικού περιβάλλοντος. Είναι κυρίως κατασκευασμένο από κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο, το Iron-Nickel ή το κοβάλτιο. Εμφανίζει εξαιρετική αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, αντίσταση ερπυσμού, αντίσταση οξείδωσης και αντοχή στη διάβρωση. Χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή διαρθρωτικών τμημάτων υψηλής θερμοκρασίας, συνδετήρων, συστατικών στροβίλων και άλλων εφαρμογών στην αεροδιαστημική, την πυρηνική ενέργεια, τη ναυπηγική, πετροχημική και ενεργειακή βιομηχανία. Τύποι και χαρακτηριστικά των ράβδων κράματος υψηλής θερμοκρασίας Τύπος κράματος Αντιπροσωπευτική επωνυμία Χαρακτηριστικά απόδοσης Superalloy με βάση το νικέλιο Unconel 718 、 GH4169 、 GH2132 、 GH3044 Εξαιρετική αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, ισχυρή αντοχή στην οξείδωση και αντοχή στη διάβρωση, κατάλληλη για τα τμήματα πυρήνα του κινητήρα Κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το Iron-Nickel Incoloy 800 、 GH3128 、 GH3039 Καλή καυτή απόδοση εργασίας και δυνατότητα μορφοποίησης, κατάλληλη για μεγάλα δομικά μέρη και μέρη ανθεκτικών στη θερμότητα Υπόληγμα με βάση το κοβάλτιο L-605 、 GH5188 、 GH605 Εξαιρετική θερμική σταθερότητα και αντίσταση θερμικής κόπωσης, που χρησιμοποιείται συχνά σε εξαρτήματα ζεστού άκρου αεροπορίας

Το κράμα Invar είναι ένα ειδικό κράμα που αποτελείται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο, που χαρακτηρίζεται κυρίως από τον εξαιρετικά χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής του. Το όνομά του "Invar" προέρχεται από την αγγλική λέξη "invariable", αντανακλώντας το χαρακτηριστικό του ότι δεν παρουσιάζει σχεδόν καμία διαστολή ή συστολή διαστάσεων με τις αλλαγές θερμοκρασίας. Τα κράματα Invar χρησιμοποιούνται κυρίως σε όργανα ακριβείας που απαιτούν υψηλή σταθερότητα διαστάσεων, δομικά στοιχεία αεροδιαστημικής, οπτικό εξοπλισμό και συστήματα αποθήκευσης υγροποιημένου αερίου. Κύρια εξαρτήματα και δομή του κράματος Invar Η τυπική χημική σύνθεση του κράματος Invar είναι περίπου 63% σίδηρος (Fe), περίπου 36% νικέλιο (Ni), με το υπόλοιπο να είναι ίχνη άνθρακα, πυριτίου, μαγγανίου και άλλων στοιχείων. Το χαρακτηριστικό χαμηλής θερμικής διαστολής του κράματος πηγάζει από τη μοναδική ατομική του διάταξη σιδήρου-νικελίου. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, οι αλλαγές στην εσωτερική μαγνητική τάξη του κράματος εξουδετερώνουν το φαινόμενο της θερμικής διαστολής των συνηθισμένων μετάλλων. Οι κοινές ποιότητες κραμάτων Invar περιλαμβάνουν: Invar 36, Invar 32-5, Super Invar και Kovar. Το Invar 36 (γνωστό και ως 4J36 ή UNS K93600) είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο μοντέλο. Φυσικές ιδιότητες του κράματος Invar 1. Εξαιρετικά χαμηλός συντελεστής θερμικής διαστολής: Εντός του εύρους θερμοκρασιών από 20℃ έως 100℃, ο μέσος συντελεστής γραμμικής διαστολής του είναι μόνο περίπου 1,2 × 10-6/℃, πολύ χαμηλότερος από αυτόν του συνηθισμένου ανθρακούχου χάλυβα (περίπου 12 × 10/⁄⁄). 2. Πυκνότητα: Περίπου 8,1 g/cm³. 3. Θερμική αγωγιμότητα: Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, περίπου 10–14 W/(m·K). 4. Μαγνητικές ιδιότητες: Το κράμα Invar είναι σιδηρομαγνητικό σε θερμοκρασία δωματίου, χάνοντας τον μαγνητισμό του στο σημείο Curie του περίπου 230℃. 5. Σκληρότητα: Η σκληρότητα Brinell σε κατάσταση ανόπτησης είναι γενικά 130–180 HB, η οποία μπορεί να βελτιωθεί μέσω ψυχρής επεξεργασίας ή επεξεργασίας γήρανσης. Πλεονεκτήματα και εφαρμογές του κράματος Invar Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του κράματος Invar έγκειται στην εξαιρετικά υψηλή διαστατική του σταθερότητα κάτω από διάφορες θερμοκρασίες. Διατηρεί πολύ χαμηλό ρυθμό διαστολής σε ένα εύρος από δεκάδες βαθμούς κάτω από το μηδέν έως εκατοντάδες βαθμούς Κελσίου, καθιστώντας το ιδανικό για δομικά εξαρτήματα ακριβείας και περιβάλλοντα ελεγχόμενης θερμοκρασίας. Οι κύριες εφαρμογές περιλαμβάνουν: — Υποστηρίγματα οπτικού συστήματος, βάσεις φακών, βάσεις συμβολόμετρου. — Αεροδιαστημικός εξοπλισμός, δορυφορικά δομικά στοιχεία, περιβλήματα γυροσκοπίων ακριβείας. — Δεξαμενές αποθήκευσης υγροποιημένου αερίου (LNG) και κατασκευές αγωγών· — Ηλεκτρονικές συσκευασίες, ζυγαριές οργάνων, μπλοκ μετρητών και άλλα εργαλεία μέτρησης. Απόδοση κατεργασίας του κράματος Invar Ενώ το κράμα Invar έχει σχετικά σταθερές μηχανικές ιδιότητες, η μηχανική του ικανότητα θεωρείται γενικά "ελαφρώς δύσκολη στη μηχανική επεξεργασία". Οι κύριοι λόγοι περιλαμβάνουν: 1. Σημαντική τάση σκληρύνσεως εργασίας. 2. Κακή θερμική αγωγιμότητα, με αποτέλεσμα συγκεντρωμένη θερμότητα κοπής. 3. Επιρρεπής στο κόλλημα των εργαλείων και τη φθορά του εργαλείου. Γενικά συνιστάται η χρήση αιχμηρών εργαλείων καρβιδίου, χαμηλότερες ταχύτητες κοπής και εξαναγκασμένου ψυκτικού υγρού. Έχει καλή συγκολλησιμότητα, αλλά η εισροή θερμότητας πρέπει να ελέγχεται αυστηρά για να αποφευχθεί η τραχύτητα της μικροδομής. Σύγκριση κράματος Invar με άλλα υλικά Σε σύγκριση με τον συνηθισμένο ανθρακούχο χάλυβα, το κράμα Invar έχει συντελεστή θερμικής διαστολής που είναι μόνο 1/10. Σε σύγκριση με τον ανοξείδωτο χάλυβα, το κράμα Invar έχει ελαφρώς χαμηλότερη αντοχή αλλά καλύτερη θερμική σταθερότητα. Σε σύγκριση με τα κράματα τιτανίου, το κράμα Invar έχει ανώτερη σταθερότητα διαστάσεων σε χαμηλές θερμοκρασίες, καθιστώντας το αναντικατάστατο σε όργανα κρυογονικής μηχανικής και μετρολογίας. Τυπικοί εγχώριοι και διεθνείς βαθμοί — Κινεζικοί βαθμοί: 4J36, 4J32-5, 4J38; — Αριθμοί UNS των ΗΠΑ: K93600 (Invar 36), K93500 (Super Invar). — Γερμανικός βαθμός DIN: 1,3912; — Γαλλικό AFNOR: FeNi36. Το κράμα Invar είναι ένα τυπικό "κράμα ακριβείας χαμηλής διαστολής" που χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική, την οπτική και την κρυογονική μηχανική λόγω της εξαιρετικής θερμικής σταθερότητας και συγκολλησιμότητας. Αν και είναι δύσκολο να επεξεργαστεί, η σταθερότητα των διαστάσεων του είναι σχεδόν αναντικατάστατη, καθιστώντας το ένα από τα βασικά βασικά υλικά στη μηχανική ακριβείας.

Οι ράβδοι συγκόλλησης κράματος υψηλής θερμοκρασίας είναι σημαντικά υλικά ειδικά σχεδιασμένα για τη συγκόλληση του νικελίου, του κοβαλτίου και του σίδηρου. Παρουσιάζουν εξαιρετική αντοχή στην οξείδωση υψηλής θερμοκρασίας, αντοχή στη διάσπαση και θερμική σταθερότητα, καθιστώντας τους ευρέως χρησιμοποιούμενες σε βιομηχανίες που απαιτούν ακραίες θερμοκρασίες και διαβρωτικά περιβάλλοντα, όπως η αεροδιαστημική, η ενέργεια και η παραγωγή ενέργειας και ο χημικός εξοπλισμός. Ανάλογα με τη διαδικασία συγκόλλησης και το υλικό βάσης, οι ράβδοι συγκόλλησης είναι ιδιαίτερα προσαρμοσμένες στη σύνθεση, την επίστρωση και τις εναποθέσεις μεταλλικών ιδιοτήτων, καθιστώντας τους ένα βασικό υλικό συγκόλλησης για την εξασφάλιση της ασφαλούς λειτουργίας δομών κράματος υψηλής θερμοκρασίας. Κύριες κατηγορίες ράβδων συγκόλλησης κράματος υψηλής θερμοκρασίας Ταξινόμηση Τύπος ταξινόμησης εικονογραφώ Στοιχεία μήτρας Με βάση το νικέλιο, βασισμένο σε καβουρδισμένο, σιδερένιο με βάση το σίδερο Η ταξινόμηση με κύρια στοιχεία κράματος καθορίζει την αντίσταση της θερμότητας και τη διάβρωση Τύπος επικάλυψης Τύπος ασβεστίου τιτανίου, χαμηλός τύπος υδρογόνου, αλκαλικός τύπος υψηλής θερμοκρασίας Επηρεάζει τη σταθερότητα του τόξου συγκόλλησης και την προστασία της σκωρίας Διαδικασία χρήσης Χειροκίνητη συγκόλληση τόξου (Smaw） Η ράβδο συγκόλλησης είναι ένας μεταλλικός πυρήνας με πυρήνα ροής, ο οποίος θερμαίνεται από το τόξο για να λιώσει και να σχηματίζει τη συγκόλληση.

Το Superloy 718 με βάση το νικέλιο, γνωστό και ως IncoLEL 718 (UNS N07718/W.NR. 2.4668), είναι ένα κράμα νικελίου-χρωμίου-σιδήρου που συνδυάζει την κατεύθυνση, η αντοχή υψηλής θερμοκρασίας, η εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και η συγκολλητικότητα. Χρησιμοποιείται ευρέως σε βασικές εφαρμογές όπως η αεροδιαστημική, η πυρηνική ενέργεια, η θαλάσσια μηχανική και η χημική μηχανική υψηλής θερμοκρασίας. Ο πρωταρχικός μηχανισμός ενίσχυσης προέρχεται από την παρουσία δύο κατακρημνισμένων φάσεων: γ "(NI₃NB) και γ '(Ni₃ (AL, Ti)), με αποτέλεσμα την άριστη αντοχή ρήξης και ανθεκτικότητα κάτω από τους 650 ° C.

Το Inconel 718 είναι ένα σκληρυντικό υπερκράμα με βάση το νικέλιο με εξαιρετική αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, αντοχή σε ερπυσμό και αντοχή στη διάβρωση, ικανό για μακροχρόνια σταθερή λειτουργία σε ένα εύρος θερμοκρασιών από -253℃ έως 700℃. Χρησιμοποιείται ευρέως σε δίσκους αεριοστροβίλων, δίσκους συμπιεστών αεριοστροβίλων, συνδετήρες υψηλής θερμοκρασίας, εξοπλισμό πυρηνικής ενέργειας και εξοπλισμό χημικής αντίδρασης. Λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε πολύτιμα μέταλλα όπως το νικέλιο, το νιόβιο, το μολυβδαίνιο, το αλουμίνιο και το τιτάνιο στις πρώτες ύλες του, σε συνδυασμό με τη σύνθετη διαδικασία κατασκευής του, το Inconel 718 είναι σχετικά ακριβό και η τιμή του ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τη μορφή, τις προδιαγραφές, την ποιότητα εφαρμογής, την κατάσταση θερμικής επεξεργασίας και την ποσότητα αγοράς. Βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν τις τιμές Inconel 718: 1. Μορφή υλικού: Οι τιμές ποικίλλουν σημαντικά μεταξύ ράβδων, πλακών, σωλήνων, σύρματος συγκόλλησης, μεταλλουργίας σκόνης και σφυρηλάτησης, με τη μεταλλουργία σκόνης και τα προσαρμοσμένα εξαρτήματα υψηλής απόδοσης να είναι τα πιο ακριβά. 2. Διαδικασία παραγωγής: Η τήξη επαγωγής υπό κενό (VIM), η επανατήξη τόξου κενού (VAR), η μεταλλουργία σκόνης και οι διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας είναι περίπλοκες και δαπανηρές. 3. Βαθμός Εφαρμογής: Τα υλικά αεροδιαστημικής και πυρηνικής ενέργειας απαιτούν αυστηρές δοκιμές και πιστοποίηση, με αποτέλεσμα οι τιμές να ξεπερνούν κατά πολύ αυτές των συνηθισμένων βιομηχανικών ποιοτήτων. 4. Προδιαγραφές και διαστάσεις: Οι παχιές πλάκες, οι ράβδοι μεγάλης διαμέτρου, οι μακροί σωλήνες ή τα ειδικά μη τυποποιημένα σφυρήλατα είναι πιο ακριβά. 5. Ποσότητα αγοράς και χρόνος παράδοσης: Οι παραγγελίες μικρής παρτίδας και οι επείγουσες παραγγελίες συνεπάγονται υψηλότερο κόστος, ενώ οι παραγγελίες μεγάλου όγκου προσφέρουν συνήθως πλεονεκτήματα τιμής. 6. Διακυμάνσεις τιμών πρώτων υλών: Οι τιμές των πολύτιμων μετάλλων όπως το νικέλιο, το νιόβιο και το μολυβδαίνιο επηρεάζουν άμεσα την τιμή αγοράς του Inconel 718. Σημαντικά ζητήματα κατά την αγορά του Inconel 718 1. Επιβεβαιώστε τα πρότυπα υλικού: Βεβαιωθείτε ότι το υλικό συμμορφώνεται με τα πρότυπα AMS, ASTM ή GB/T για να εγγυηθεί αξιόπιστη απόδοση. 2. Ελέγξτε την κατάσταση θερμικής επεξεργασίας: Το υλικό με επεξεργασία διαλύματος και επεξεργασία διπλής γήρανσης παρουσιάζει βέλτιστη απόδοση. 3. Καθορίστε τις προδιαγραφές και τις μορφές: Επιλέξτε ράβδους, πλάκες, σωλήνες, σύρμα συγκόλλησης ή σκόνη σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχεδιασμού. 4. Επαληθεύστε τα προσόντα του προμηθευτή: Βεβαιωθείτε ότι ο κατασκευαστής έχει δυνατότητες δοκιμών και μπορεί να παρέχει αναφορές σχετικά με τη χημική σύνθεση, τις μηχανικές ιδιότητες και τη θερμική επεξεργασία. 5. Σκεφτείτε την ποσότητα και τον χρόνο παράδοσης: Επικοινωνήστε εκ των προτέρων τον χρόνο και την ποσότητα παράδοσης για να επιτύχετε καλύτερη τιμολόγηση και σταθερή προσφορά.

Οι σωλήνες υπερκράτων με βάση το νικέλιο είναι υλικά κράματος που χρησιμοποιούνται σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας. Τα κοινά υπερκράματα με βάση το νικέλιο περιλαμβάνουν τη σειρά UNCONEL (όπως το IncoTEL 718 και το IncoLEL 625). Αυτοί οι σωλήνες κράματος παρουσιάζουν εξαιρετική αντίσταση οξείδωσης υψηλής θερμοκρασίας, αντοχή και αντοχή στη διάβρωση, καθιστώντας τα ευρέως χρησιμοποιούμενα σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας σε βιομηχανίες όπως η αεροδιαστημική, η χημική μηχανική και το πετρέλαιο. Αυτό το άρθρο θα περιγράφει λεπτομερώς τα χαρακτηριστικά απόδοσης, τις περιοχές εφαρμογής, τη χημική σύνθεση, τις φυσικές ιδιότητες και τις εφαρμογές των σωλήνων υπερκράτων με βάση το νικέλιο σε διάφορα πεδία. Χημική σύνθεση (%) στοιχείο Εύρος περιεχομένου Νι 50.0 - 70.0 Cr 10.0 - 22.0 Fe περιθώριο ΜΟ 2.5 - 3.0 Σβούνι 3.0 - 4.5 Τζάδι 1.0 - 2.5 ΑΛ 0,2 - 1,0 ΜΝ ≤0,5 Σι ≤0,5 μικρό ≤0.015 ντο ≤0.08

Η σωληνώσεων κράματος νικελίου και νικελίου είναι ένας σωλήνας κράματος που παρασκευάζεται με νικέλιο ως στοιχείο βάσης, κατάλληλο για την κατασκευή ανθεκτικών στη διάβρωση και άλλα κρίσιμα συστατικά. Αυτό το πρότυπο προϊόντος, GB/T 2882-2023, βρίσκεται υπό τη δικαιοδοσία της Εθνικής Τεχνικής Επιτροπής για την τυποποίηση των μη σιδηρούχων μετάλλων. Καταρτίστηκε από επτά εταιρείες, συμπεριλαμβανομένης της Baoti Group Co., Ltd., και συμμετείχε σε 15 άτομα, συμπεριλαμβανομένων των Wang Qiaoli και Xue Kai. Απελευθερώθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2023 και θα τεθεί σε ισχύ την 1η Ιουνίου 2024, αντικαθιστώντας το GB/T 2882-2013. Το πρότυπο καθορίζει την ταξινόμηση και τη σήμανση, τις τεχνικές απαιτήσεις και τις μεθόδους δοκιμής. Χρησιμοποιείται κυρίως στις βιομηχανίες χημικών, οργάνων και ηλεκτρονικών επικοινωνιών. Αυτός ο τύπος σωληνώσεων κατηγοριοποιείται σε πέντε κατηγορίες με βάση την απόδοση: υπερκράματα με βάση το νικέλιο, κράματα ανθεκτικών στη διάβρωση με νικέλιο, κράματα ανθεκτικών στη φθορά με νικέλια, κράματα ακριβείας με βάση το νικέλιο και κράματα σχήματος με βάση το νικέλιο. Τα υπερκράματα με βάση το νικέλιο είναι κατάλληλα για εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας, όπως πτερύγια κινητήρων αεροσκαφών. Τα κράματα ανθεκτικά στη διάβρωση με βάση το νικέλιο, όπως το Monel, χρησιμοποιούνται για περιβάλλοντα οξέος-διάσπασης. και τα κράματα ακριβείας με βάση το νικέλιο, όπως το Permalloy, χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρονική παραγωγή εξαρτημάτων. Οι μέθοδοι ανίχνευσης σύνθεσης σωλήνα από κράμα νικελίου περιλαμβάνουν φασματική ανάλυση, βαρυμετρική ανάλυση, ανάλυση τιτλοδότησης και φασματομετρία ατομικής απορρόφησης [3]. Τα σχετικά πρότυπα υποστήριξης περιλαμβάνουν "πλάκες από κράμα νικελίου και νικελίου" και άλλα.