Sono leghe di nichel considerate in acciaio inossidabile

Nel campo dei materiali industriali, la "lega di nichel" e "acciaio inossidabile" sono spesso menzionati nella giustapposizione e c'è anche un malinteso che i due siano uguali. Questa confusione deriva non solo dalla somiglianza nei loro nomi, ma riflette anche un malinteso sul sistema di classificazione per i materiali metallici.

Gli elementi a matrice determinano le proprietà del materiale

Le leghe di nichel sono sistemi di metallo composito composti da nichel come elemento matrice, con elementi legati come cromo, molibdeno e rame aggiunti. La loro caratteristica principale è che il contenuto di nichel supera in genere il 50%. La struttura elettronica di Nickel impartisce il materiale con adattabilità ad ambienti estremi, tra cui una temperatura e resistenza alla corrosione -. La ricerca e lo sviluppo di questo tipo di materiale sono iniziati all'inizio del XX secolo e si è gradualmente evoluto in una famiglia di materiali che coprono campi come aviazione, energia e ingegneria chimica.

L'acciaio inossidabile è essenzialmente "acido - acciaio inossidabile resistente", riferendosi a una lega a base di ferro- che è stabile in aria e mezzi lievemente corrosivi. I suoi criteri di identificazione richiedono un contenuto di cromo di almeno il 10,5%e raggiunge la resistenza alla ruggine formando un denso film di ossido di cromo protettivo. Sulla base delle differenze nella struttura metallografica, l'acciaio inossidabile può essere suddiviso in tipi austenitici, ferritici e martensitici, formando un sistema completo che copre sia applicazioni civili che industriali. La differenza essenziale tra i due è che le leghe di nichel sono nichel - sistemi di lega dominante, la cui prestazione dipende fortemente dalla matrice di nichel. L'acciaio inossidabile, d'altra parte, è un sistema in lega a base di ferro - con cromo come elemento centrale e le sue proprietà resistenti alla ruggine - sono determinate principalmente dal cromo. Sebbene alcuni acciai inossidabile contengano nichel, il contenuto di nichel in genere non supera il 30%, molto al di sotto della soglia per il nichel in leghe di nichel.

 

Composizione

La logica compositiva delle leghe di nichel

Le leghe di nichel utilizzano un'alta percentuale di nichel (50%-75%) per formare lo scheletro del materiale, integrato da elementi come il cromo (10%-30%) e il molibdeno (5%-15%) per formare fasi di rafforzamento. Questo design compositivo impartisce tre proprietà chiave al materiale:

Resistenza alla corrosione: l'elevato contenuto di nichel inibisce il cloruro - corrosione di pitting, mentre il molibdeno migliora la resistenza alla corrosione della crepa.

Alta - Resistenza alla temperatura: punto di fusione di Nickel (1453 gradi) e alta stabilità di temperatura - supportano l'applicazione del materiale in ambienti superiori a 1000 gradi.

La lavorabilità: attraverso i trattamenti di rafforzamento della soluzione solida e invecchiamento, è possibile ottenere un equilibrio dinamico di forza e tenacità. Logica di composizione in acciaio inossidabile

L'acciaio inossidabile ha una matrice di ferro (maggiore o uguale al 50%), con cromo (10,5%-30%) che forma un film passivo e il nichel (0%-35%) che funge da stabilizzatore di austenite per regolare la microstruttura. Questa combinazione compositiva produce:

Economico: la matrice di ferro riduce i costi materiali di oltre il 60% rispetto alle leghe di nichel;

Formabilità: la struttura austenitica impartisce eccellente profondo - disegno e saldabilità;

Resistenza alla corrosione: il cromo forma uno strato protettivo stabile nei mezzi ossidanti, mentre il nichel migliora la resistenza alla corrosione nella riduzione dei media.

 

Caratteristiche delle prestazioni

Resistenza alla corrosione

Le leghe di nichel funzionano eccezionalmente bene in media altamente corrosivi, come quelli contenenti ioni cloruro e solfuri. La loro resistenza alla corrosione deriva dalla stabilizzazione del film passivo da parte del nichel e degli effetti di rafforzamento sinergico di elementi come il molibdeno e il rame. Al contrario, la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile dipende fortemente dal film di ossido formato dal cromo, rendendolo suscettibile alla corrosione localizzata in forti ambienti acidi o alcalini o ad alte temperature.

High - Resistenza alla temperatura

Le leghe basate su Nickel - superano significativamente l'acciaio inossidabile nel mantenere la resistenza ad alte temperature. La struttura cristallina di Nickel mantiene un forte legame atomico ad alte temperature. In combinazione con lo strato di allumina protettivo di cobalto, alluminio e altri elementi, mantiene una stabilità strutturale superiore a 1000 gradi. L'acciaio inossidabile, d'altra parte, sperimenta il degrado della resistenza e l'ossidazione accelerata superiore a 600 gradi.

Economia

Le differenze di costo limitano gli scenari di applicazione. A causa del suo alto contenuto di nichel e della lavorazione complessa, le leghe di nichel sono circa tre o cinque volte più costose dell'acciaio inossidabile. Questa differenza di costo si traduce in leghe di nichel utilizzate principalmente in un valore alto - - settori aggiunti come petrolchimici e aerospaziale, mentre l'acciaio inossidabile, con il suo costo - efficacia, domina il mercato civile nella costruzione, nelle applicazioni domestiche e in altre applicazioni.

 

Logica dell'applicazione

Applicazioni specifiche di leghe di nichel

Le applicazioni delle leghe di nichel si concentrano sulla necessità di adattabilità ad ambienti estremi:

Nel settore energetico, devono resistere agli effetti combinati di alte temperature, elevate pressioni e media corrosivi;

Nell'aerospaziale, devono soddisfare i doppi vincoli dell'alta resistenza alla temperatura della temperatura -;

Nel campo biomedico, devono bilanciare la funzionalità di memoria della forma con la biocompatibilità. Dominanza dell'acciaio inossidabile

Le applicazioni in acciaio inossidabile si concentrano sul costo di bilanciamento - Efficacia e versatilità:

Nella decorazione architettonica, i costi di resistenza alle intemperie e lavorazione devono essere equilibrati;

Nella trasformazione degli alimenti, devono essere soddisfatti gli standard di igiene e i requisiti del processo di stampaggio;

Nella produzione di produzione automobilistica, leggero e sicurezza delle collisioni devono essere bilanciati.

 

La relazione tra leghe di nichel e acciaio inossidabile è essenzialmente una risposta differenziata della scienza dei materiali ai confini dell'attività umana. Mentre l'acciaio inossidabile, con i suoi vantaggi economici, è alla base della fondazione dell'industria moderna, le leghe di nichel, attraverso la loro adattabilità ad ambienti estremi, stanno espandendo i confini dell'esplorazione umana. Dal profondo - campi di petrolio marino allo spazio interstellare, dai dispositivi microscopici all'ingegneria macroscopica, l'evoluzione dei materiali metallici dimostra le due interazioni - tra innovazione tecnologica e domanda - Sviluppo guidato.