उच्च तापमान निकल मिश्र धातु

निकेल पृथ्वी पर पांचवां सबसे आम तत्व है, लेकिन पिछली शताब्दी तक इसका व्यावसायिक उपयोग खनन और शोधन की कठिनाई के कारण सीमित था। जेट इंजन का विकास निकल-आधारित मिश्र धातुओं के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण उत्प्रेरक था जो उच्च तापमान पर उच्च शक्ति बनाए रखने में सक्षम हैं।

निकेल में 1453 डिग्री सेल्सियस का पिघलने बिंदु है, जो तांबे (1084 डिग्री सेल्सियस) और एल्यूमीनियम (660 डिग्री सेल्सियस) जैसे धातुओं की तुलना में बहुत अधिक है, लेकिन टंगस्टन (3400 डिग्री सेल्सियस) जैसी धातुओं की तुलना में बहुत कम है। हालांकि, उच्च तापमान प्रदर्शन केवल धातु के पिघलने बिंदु के बारे में नहीं है, अन्यथा लोहा (1150 डिग्री सेल्सियस) या स्टील (1400 डिग्री सेल्सियस) का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा। निकल और निकल मिश्र धातुओं की एक और संपत्ति गर्म होने पर एक मोटी और स्थिर निष्क्रिय ऑक्साइड परत बनाने की उनकी क्षमता है, जो उन्हें आगे के जंग से बचाता है, जो उन्हें उच्च तापमान पर संचालित करने की अनुमति देता है। यह ऑक्साइड परत कई माइक्रोन मोटी हो सकती है, जो तापमान और वातावरण के आधार पर धातु के संपर्क में है। निकेल मिश्र भी कार्बोबराइजेशन के लिए प्रतिरोधी हैं, जो उच्च तापमान पर कार्बन की उपस्थिति है, जैसे कि विभिन्न रासायनिक प्रसंस्करण या शोधन संचालन में गैसों के दरार के दौरान।

सुदृढ़ीकरण तंत्र
विशिष्ट मिश्र धातु के आधार पर, इसकी उच्च तापमान की ताकत ठोस समाधान को मजबूत करने या वर्षा को मजबूत करने के द्वारा बनाए रखी जाती है। ठोस समाधान को मजबूत करने का तंत्र निकल के क्रिस्टल जाली में मिश्र धातु तत्वों के परमाणुओं के अलावा है। क्रिस्टल संरचना का यह गड़बड़ी "अव्यवस्थाओं" के आंदोलन को धीमा या रोककर विरूपण को अधिक कठिन बना देती है। मोलिब्डेनम जैसे तत्वों को ताकत बढ़ाने के लिए 625 (मिश्र धातु 625, UNS N06625, 2.4856) को इनकोल करने के लिए जोड़ा जाता है।

वर्षा को मजबूत करने में, नाइओबियम, टाइटेनियम और एल्यूमीनियम की छोटी मात्रा को इंटरमेटेलिक अवक्षेप बनाने के लिए निकल के साथ जोड़ा जाता है। ये अवक्षेप अंतिम गर्मी उपचार के दौरान बनते हैं, जिसे उम्र बढ़ने के रूप में भी जाना जाता है। ये अवक्षेप क्रिस्टल संरचना में अव्यवस्थाओं की गति को भी धीमा कर देते हैं, जिससे ताकत और क्रूरता बढ़ जाती है। उच्च तापमान पर, यह तंत्र रेंगने की संभावना को भी कम करता है, जो एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में अच्छी तरह से उपयोग किया जाता है। निकेल मिश्र धातु जो वर्षा को मजबूत करने का उपयोग करते हैं, उनमें इनकोला 718 (मिश्र धातु 718, UNS N07718, 2.4668), INCONEL 725 (मिश्र धातु 725, UNS N07725), INCOLOY 925 (मिश्र धातु 925, UNS N09925), और MONEL K {11}} (Ally {11}}}}}}}}} ( N05500, 2.4375)।

मिश्र धातु जैसे कि 718 और इनकेल 625 अपने अधिकांश यांत्रिक गुणों को 650 डिग्री सेल्सियस (1200 डिग्री फ़ारेनहाइट) तक के तापमान पर बरकरार रखते हैं, लेकिन 1000 डिग्री सेल्सियस (1800 डिग्री फ़ारेनहाइट) के तापमान पर चुनिंदा रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है।

क्योंकि निकेल मिश्र आसानी से कई अन्य धातुओं के साथ, यह ताकत के अलावा जंग प्रतिरोध और अन्य भौतिक गुणों में सुधार कर सकता है। क्रोमियम और मोलिब्डेनम को अक्सर जंग और ऑक्सीकरण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए जोड़ा जाता है, विशेष रूप से मोलिब्डेनम के साथ विशेष रूप से पिटिंग प्रतिरोध में सुधार करने के लिए माना जाता है। कॉपर का उपयोग इनकोलॉय 825 मिश्र धातु में भी किया जाता है ताकि सल्फ्यूरिक, फॉस्फोरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड जैसे एसिड को कम करने के लिए इसके प्रतिरोध को बढ़ाया जा सके।