برخی از مواد آلیاژ نیکل مقاوم در برابر سایش چیست؟

 

آلیاژ نیکل مقاوم در برابر سایش چیست؟

 

آلیاژهای نیکل مقاوم در برابر سایش دسته‌ای از مواد فلزی با کارایی بالا هستند که از نیکل به عنوان پایه استفاده می‌کنند و عناصر آلیاژی مختلفی (مانند کروم، مولیبدن، تنگستن، نیوبیم، آهن و غیره) اضافه می‌کنند و تحت درمان‌های تقویتی ویژه قرار می‌گیرند و در نتیجه دوام بسیار خوبی در برابر سایش از خود نشان می‌دهند.

 

آلیاژهای نیکل مقاوم در برابر سایش یکی از "مواد نهایی" برای حل چالش های سه گانه دمای بالا، خوردگی و سایش در نظر گرفته می شوند. عملکرد برتر آنها از طراحی دقیق ترکیب آلیاژ و کنترل ریزساختار ناشی می شود. هنگام انتخاب این آلیاژها، همکاری نزدیک با تامین کنندگان مواد یا مهندسان، با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی خاص (T, P, media) و حالت های خرابی برای انتخاب و آزمایش هدفمند ضروری است.

 

این مواد نه تنها دارای مقاومت عالی در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی خوب آلیاژهای مبتنی بر نیکل{1}} هستند، بلکه از طریق طراحی آلیاژی خاص و مکانیزم‌های تقویتی، مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر سایش، خراش، خوردگی، و آسیب‌های فرسایشی دارند. این مواد به طور گسترده در شرایط کاری بسیار سخت استفاده می شوند. ما مکانیسم‌های اصلی مقاوم‌سازی و مقاوم در برابر سایش و همچنین خانواده‌های آلیاژ نیکل مقاوم در برابر سایش و گریدهای معمولی و غیره را به تفصیل شرح خواهیم داد.

 

مکانیزم های اصلی تقویت و مقاومت در برابر سایش

 

مکانیسم‌های تقویتی به «چگونه قوی‌تر کردن آن» می‌پردازد. مکانیسم‌های مقاوم در برابر سایش به "چگونه در برابر سایش مقاومت کنیم." چهار نوع متداول از مواد مقاوم- مقاوم در برابر سایش هستند:

 

1. تقویت محلول جامد:افزودن عناصر شیمیایی مانند مولیبدن، کروم، تنگستن و کبالت برای تقویت ماتریکس.

 

2. تقویت فاز دوم (سخت شدن بارش):

• 'فاز [Ni3(Al, Ti)]:فاز اصلی تقویت در موادی مانند Inconel 718 و X-750، ارائه استحکام در دمای بالا.
• کاربیدها/بورات ها:مانند کاربیدهای کروم (به عنوان مثال، Cr7C3، Cr23C6) و کاربیدهای مولیبدن/تنگستن، که ذرات سختی هستند که مستقیماً در برابر سایش مقاوم هستند. به عنوان مثال می توان به کاربیدهای موجود در Hastelloy C-276 و آلیاژهای Stellite اشاره کرد.

 

3. تقویت ترکیب بین فلزی:مانند فازهای Ni3 Si و Laves.

 

4. کار سخت کردن:برخی از آلیاژها (مانند Monel K-500) می توانند سختی سطح آنها را به طور قابل توجهی از طریق کار سرد افزایش دهند.

 

گریدهای معمولی آلیاژ نیکل مقاوم در برابر سایش-و کاربردهای آنها

 

1. انواع رایج: نیکل-کروم-آلیاژهای مولیبدن (مقاوم در برابر خوردگی و سایش)

 

• ویژگی های اصلی و مکانیسم مقاومت در برابر سایش:مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی عمومی (به ویژه اسیدهای ردوکس مخلوط)، تقویت شده با مولیبدن و کروم از طریق محلول جامد، و کاربیدها مقاومت در برابر سایش را ایجاد می کنند.

 

• برنامه های اصلی:پمپ ها و شیرهای شیمیایی، همزن ها، قطعات داخلی راکتور، سیستم های گوگرد زدایی گازهای دودکش و صنعت کاغذ.

 

 

2. انواع متداول: نیکل-آلیاژهای مس (آلیاژهای مونل)

 

• خواص اصلی و مکانیسم مقاومت در برابر سایش:مقاومت عالی در برابر خوردگی آب دریا، اسید سولفوریک و اسید هیدروفلوریک. K-500 می تواند سختی بالاتری را از طریق سخت شدن سن (رسوب Ni3(Ti,Al)) و کار سرد بدست آورد.

 

• برنامه های اصلی:اجزای مهندسی دریایی، شفت پمپ، شیرها، اسکراپرها، نوار نقاله های پیچی.

 

 

3. نوع متداول: نوع سخت شدن بارندگی (-مقاومت در برابر سایش در دمای بالا)

 

• ویژگی های اصلی و مکانیسم مقاومت در برابر سایش:استحکام بسیار بالا از طریق بارش "فاز و" پیری فاز به دست می آید. پایداری دمای بالا- مقاومت در برابر سایش و سایش خستگی

 

• برنامه های اصلی:تیغه‌های موتور آئرو، دیسک‌های توربین، بست‌ها، قالب‌های دمای بالا-و پیچ‌های اکستروژن.

 

 

 

4. انواع رایج: تکامل فولاد ضد زنگ آستنیتی (استحکام بالا و مقاومت در برابر سایش)

 

• ویژگی های اصلی و مکانیسم مقاومت در برابر سایش:فولاد ضد زنگ آستنیتی{0}}نیتروژن بالا، اما با محتوای نیکل بالا (~8.5٪). استحکام و مقاومت در برابر سایش بالا از طریق درمان محلول نیتروژن و سخت کاری سرد، با هزینه نسبتا کم به دست می آید.

 

• برنامه های اصلی:بلبرینگ های روغن کاری نشده، حلقه های سایش، اتصال دهنده ها و تجهیزات پردازش مواد غذایی.

 

 

 

ملاحظات کلیدی برای انتخاب آلیاژهای نیکل مقاوم در برابر سایش-

 

1. نوع لباس:آیا سایش، فرسایش، سایش چسب یا سایش فرسایشی است؟

2. محیط زیست:دما، فشار، وجود اسیدها، قلیاها، نمکها، اکسیدها، سولفیدها و غیره.

3. الزامات مکانیکی:سختی، استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه مورد نیاز.

4. فرآیند تولید:آیا ریخته گری/ آهنگری جامد مورد نیاز است یا فقط پوشش جوش سطحی/ پوشش اسپری حرارتی؟

5. هزینه-اثربخشی:اگرچه آلیاژهای نیکل گران هستند، اما طول عمر طولانی و هزینه نگهداری پایین آنها اغلب برای تجهیزات حیاتی مقرون به صرفه است.