उच्च तापमान मिश्र धातुओं के लिए निकल आधारित मिश्र धातुएँ

उच्च तापमान मिश्र धातुओं के लिए निकल आधारित मिश्र धातुएँ

निकल आधारित मिश्र धातु

उच्च तापमान मिश्र धातुएं लौह, निकल और कोबाल्ट पर आधारित एक प्रकार की धातु सामग्री को संदर्भित करती हैं जो 600 डिग्री से ऊपर उच्च तापमान पर और लंबे समय तक निश्चित तनाव के तहत काम कर सकती हैं, और इसमें उच्च तापमान ताकत, अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध होता है, और गर्म संक्षारण प्रतिरोध। , अच्छा थकान प्रदर्शन और फ्रैक्चर क्रूरता और अन्य व्यापक गुणों के कारण, इसे यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका में सुपरअलॉय कहा जाता है। इसका उपयोग आमतौर पर उन घटकों के लिए किया जाता है जो लंबे समय तक उच्च तापमान (600 ~ 1200 डिग्री) और जटिल तनाव स्थितियों के तहत काम करते हैं।

निकेल-आधारित मिश्र धातु वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला उच्च तापमान मिश्र धातु है और इसका उपयोग मुख्य रूप से उच्च तापमान, मजबूत एसिड या क्षार और मजबूत ऑक्सीकरण जैसे कामकाजी वातावरण में किया जाता है। इसका विकास और उपयोग 1930 के दशक के अंत में इस पृष्ठभूमि के खिलाफ शुरू हुआ कि जेट विमानों के उद्भव ने उच्च तापमान वाले मिश्र धातुओं के प्रदर्शन पर उच्च आवश्यकताओं को रखा। यह लेख निम्नलिखित पहलुओं से निकल-आधारित मिश्र धातुओं का परिचय देगा।

1. प्रकार

प्रदर्शन के अनुसार विभाजित:

निकल-आधारित संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु: मुख्य मिश्र धातु तत्व तांबा, क्रोमियम और मोलिब्डेनम हैं। इसका व्यापक प्रदर्शन अच्छा है और यह विभिन्न एसिड संक्षारण और तनाव संक्षारण का प्रतिरोध कर सकता है। मुख्य रूप से निकल-तांबा (Ni-Cu) मिश्र धातु (मोनेल मिश्र धातु), निकल-क्रोमियम (Ni-Cr) मिश्र धातु (निकल-आधारित गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु, इनकोलोय, इनकोनेल श्रृंखला), निकल-मोलिब्डेनम (Ni-Mo) मिश्र धातु ( हास्टेलॉय बी श्रृंखला), निकल-क्रोमियम-मोलिब्डेनम (नी-सीआर-मो) मिश्र धातु (मुख्य रूप से हास्टेलॉय सी श्रृंखला), आदि। साथ ही, शुद्ध निकल भी निकल-आधारित संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं का एक विशिष्ट प्रतिनिधि है।

निकल-आधारित पहनने-प्रतिरोधी मिश्र धातु: मुख्य मिश्र धातु तत्व क्रोमियम, मोलिब्डेनम और टंगस्टन हैं, और इसमें थोड़ी मात्रा में नाइओबियम, टैंटलम और इंडियम भी होते हैं। इसके पहनने के प्रतिरोध के अलावा, इसमें अच्छे एंटी-ऑक्सीडेशन, संक्षारण प्रतिरोध और वेल्डिंग गुण भी हैं।

निकल-आधारित सटीक मिश्र धातु: जिसमें निकल-आधारित नरम चुंबकीय मिश्र धातु, निकल-आधारित सटीक प्रतिरोध मिश्र धातु और निकल-आधारित इलेक्ट्रोथर्मल मिश्र धातु आदि शामिल हैं। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला नरम चुंबकीय मिश्र धातु पर्मलॉय है, जिसमें लगभग 80% निकल होता है। इसमें उच्च अधिकतम चुंबकीय पारगम्यता और प्रारंभिक चुंबकीय पारगम्यता और कम बलवर्धक बल है। यह इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में एक महत्वपूर्ण लौह कोर सामग्री है। निकल-आधारित सटीक प्रतिरोध मिश्र धातु के मुख्य मिश्र धातु तत्व क्रोमियम, एल्यूमीनियम और तांबा हैं। इस मिश्र धातु में उच्च प्रतिरोधकता, प्रतिरोधकता का कम तापमान गुणांक और अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है, और इसका उपयोग प्रतिरोधक बनाने के लिए किया जाता है। निकल-आधारित इलेक्ट्रिक हीटिंग मिश्र धातु एक निकल मिश्र धातु है जिसमें 20% क्रोमियम होता है। इसमें अच्छे एंटी-ऑक्सीडेशन और एंटी-जंग गुण होते हैं और इसे 1000 से 1100 डिग्री के तापमान पर लंबे समय तक इस्तेमाल किया जा सकता है।

निकल-आधारित मेमोरी मिश्र धातु: एक निकल मिश्र धातु जिसमें 50 (पर)% टाइटेनियम होता है। इसका रिकवरी तापमान 70 डिग्री है और इसका आकार स्मृति प्रभाव अच्छा है। निकेल-टाइटेनियम घटकों के अनुपात में एक छोटा सा बदलाव रिकवरी तापमान को 30 से 100 डिग्री के भीतर बदल सकता है।

2. आमतौर पर प्रयुक्त निकल-आधारित मिश्र धातुओं के लक्षण

इनकोनेल 600: इसमें अच्छा उच्च तापमान संक्षारण प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध, उत्कृष्ट गर्म और ठंडा प्रसंस्करण और वेल्डिंग गुण हैं, और इसमें संतोषजनक तापीय शक्ति और 700 डिग्री से नीचे उच्च प्लास्टिसिटी है;

इनकोनेल 625: क्लोराइड मीडिया में गड्ढे, दरार संक्षारण, अंतर-दानेदार संक्षारण और क्षरण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध; एसिड प्रतिरोधी और अच्छी वेल्डेबिलिटी; इनकोनेल 625 के निम्न-चक्र थकान संस्करण आमतौर पर बेलोज़ का उपयोग किया जाता है।

इनकोनेल 690: कोबाल्ट सामग्री कम है, परमाणु ऊर्जा से संबंधित अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, और प्रतिरोधकता कम है। उदाहरण के लिए, दबावयुक्त जल रिएक्टर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में भाप जनरेटर की गर्मी हस्तांतरण ट्यूब सभी 690 सामग्री से बनी होती हैं।

इनकोनेल 713सी: वर्षा कठोर निकल-क्रोमियम आधारित कास्टिंग मिश्र धातु।

इनकोनल 718: "चरण सुदृढ़ीकरण चरण, अच्छा वेल्डिंग प्रदर्शन के साथ।

इनकोनल 751: अधिक एल्यूमीनियम सामग्री जोड़ने से इसे 870 डिग्री के करीब उच्च तापमान रेंज में बेहतर तोड़ने की ताकत मिलती है।

इनकोनेल 792: अधिक एल्यूमीनियम सामग्री जोड़ने से यह उच्च तापमान पर अधिक संक्षारण प्रतिरोधी बन जाता है, जिससे यह गैस टरबाइन के निर्माण के लिए उपयुक्त हो जाता है।

इनकोनल 939: 'वेल्डिंग प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए चरण सुदृढ़ीकरण।

इंकोलॉय 020: सल्फ्यूरिक एसिड, क्लोराइड, फॉस्फोरिक एसिड और नाइट्रिक एसिड युक्त रासायनिक वातावरण में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करता है।

इंकोलॉय 028: एसिड और लवण दोनों के लिए प्रतिरोधी, तांबे की सामग्री इसे सल्फ्यूरिक एसिड के प्रति प्रतिरोधी बनाती है।

इंकोलॉय 330: उच्च तापमान पर अच्छी ताकत और ऑक्सीकरण और कम करने वाले वातावरण के लिए अच्छा प्रतिरोध प्रदर्शित करता है।

इंकोलॉय 800: इसमें क्लोराइड, कम सांद्रता वाले NaOH जलीय घोल और उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले पानी में तनाव संक्षारण क्रैकिंग के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध है। यह उच्च तापमान के लंबे समय तक संपर्क में रहने के बाद भी स्थिर रह सकता है और अपनी ऑस्टेनिटिक संरचना को बनाए रख सकता है।

इंकोलॉय 803: सल्फर युक्त वातावरण में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया।

इंकोलॉय 825: इसमें एसिड को कम करने और ऑक्सीकरण करने में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध, तनाव संक्षारण क्रैकिंग, पिटिंग संक्षारण और दरार संक्षारण प्रतिरोध, सल्फ्यूरिक एसिड और फॉस्फोरिक एसिड के लिए उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और अच्छे गर्म और ठंडे प्रसंस्करण गुण हैं। , ठंडा रूप और वेल्ड करने में आसान।

इंकोलॉय 908: उच्च तन्यता ताकत, थकान दरार वृद्धि के प्रति प्रतिरोध, अच्छी वेल्डेबिलिटी, धातुकर्म स्थिरता और लचीलापन, उच्च फ्रैक्चर और प्रभाव क्रूरता, कम थर्मल विस्तार गुणांक, ऑक्सीजन उत्सर्जन के प्रतिरोध, और गर्म प्रसंस्करण विशेषता के दौरान कोई क्रैकिंग नहीं है।

इंकोलॉय 907: उच्च तापमान पर उच्च शक्ति और कम तापीय विस्तार गुणांक।

इंकोलॉय 945X: क्लोरीन-समृद्ध वातावरण के लिए डिज़ाइन किया गया, मोलिब्डेनम दरार संक्षारण और गड्ढे संक्षारण के प्रतिरोध को बढ़ाता है।

इंकोलॉय MA956: अभिन्न पिघलने की प्रक्रिया के बजाय यांत्रिक मिश्रधातु के माध्यम से बनाया गया, इसे वेल्ड करना मुश्किल है और इसे बनाने के लिए 200C तक गर्म करने की आवश्यकता होती है।

मोनेल 400: इसमें अम्लीय और क्षारीय वातावरण में उच्च शक्ति और उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध है, विशेष रूप से परिस्थितियों को कम करने के लिए उपयुक्त है। इसमें अच्छी लचीलापन और तापीय चालकता भी है। आमतौर पर समुद्री इंजीनियरिंग, रसायन और हाइड्रोकार्बन प्रसंस्करण, हीट एक्सचेंजर्स, वाल्व और पंप में उपयोग किया जाता है।

मोनेल 401: इसमें आसान टंगस्टन अक्रिय गैस परिरक्षित वेल्डिंग, प्रतिरोध वेल्डिंग और ब्रेजिंग की विशेषताएं हैं। विशेष विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए।

मोनेल 404: सामान्य वेल्डिंग तकनीकों का उपयोग करके वेल्डिंग और फोर्जिंग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन इसे गर्म संसाधित नहीं किया जा सकता है। इसमें कम तापमान, कम पारगम्यता और अच्छे टांकने के गुण हैं। आम तौर पर ट्रांजिस्टर और धातु सील के लिए उपयोग किया जाता है।

मोनेल 405: काटने में आसान, मुख्य रूप से स्वचालित स्क्रू मशीनों के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, और आमतौर पर अन्य अनुप्रयोगों के लिए अनुशंसित नहीं किया जाता है।

मोनेल 450: इसमें अच्छी थकान शक्ति और उच्च तापीय चालकता है। आम तौर पर कंडेनसर, डिस्टिलर, बाष्पीकरणकर्ता और हीट एक्सचेंजर ट्यूब के साथ-साथ ब्राइन पाइप में भी उपयोग किया जाता है।

मोनेल के-500: इसका प्रदर्शन मूल रूप से मोनेल 400 के समान है और इसका उपयोग आमतौर पर पंप शाफ्ट, इम्पेलर्स, स्क्रेपर्स, ऑयल वेल ड्रिल कॉलर, उपकरणों और इलेक्ट्रॉनिक घटकों में किया जाता है।

मोनेल 502: इसमें अच्छा रेंगना प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध है, और इसे ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील की तरह भी संसाधित किया जा सकता है।

हास्टेलॉय बी-2: पर्यावरण को कम करने में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध।

हेस्टेलॉय बी-3: बी2 का उन्नत संस्करण, किसी भी तापमान और सांद्रता पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड के लिए उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध है;

हेस्टेलॉय सी-4: 650~1040 डिग्री पर अच्छी तापीय स्थिरता, अच्छी क्रूरता और संक्षारण प्रतिरोध;

हास्टेलॉय सी-22: ऑक्सीकरण मीडिया में समान संक्षारण के लिए इसका प्रतिरोध सी-4 और सी-276 की तुलना में बेहतर है, और स्थानीयकृत संक्षारण के लिए इसका प्रतिरोध उत्कृष्ट है;

हेस्टेलॉय सी-276: ऑक्सीडेटिव और मध्यम कटौती संक्षारण के लिए अच्छा प्रतिरोध है, और तनाव संक्षारण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध है;

हेस्टेलॉय सी-2000: ऑक्सीकरण और कम करने वाले दोनों वातावरणों में उत्कृष्ट समान संक्षारण प्रतिरोध के साथ सबसे व्यापक संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु;

हेस्टेलॉय जी-30: उच्च क्रोमियम सामग्री के साथ निकेल-आधारित मिश्र धातु, फॉस्फोरिक एसिड और अन्य दृढ़ता से ऑक्सीकरण करने वाले मिश्रित एसिड मीडिया में उत्कृष्ट प्रदर्शन;

हास्टेलॉय एक्स: संयुक्त उच्च शक्ति, एंटीऑक्सीडेंट और आसान प्रसंस्करण।

3. आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले ब्रांडों की विशेषताओं की तुलना

1. N5 की रासायनिक संरचना N02201 के समान है, और N6 और N7 की रासायनिक संरचना N02200 के समान है। चूंकि N02200 में कार्बन सामग्री 0.15% से कम या उसके बराबर है, यह 315 डिग्री पर ग्रेफाइटाइज़ करता है और सामग्री को भंगुर बनाता है, इसलिए उपयोग किया जाने वाला अधिकतम तापमान 315 डिग्री है।

2. ASME मानक में 800, 800H, और 800HT की रासायनिक तत्व संरचना समान है। 800 में सबसे कम कार्बन सामग्री है, एनीलिंग तापमान 982-1038 डिग्री है, और उपयोग तापमान 600 डिग्री से नीचे है; 800H में सीमित Al+Ti सामग्री होती है, और विशेष ठोस समाधान उपचार (1121-1177 डिग्री) के बाद, क्रिस्टल के दाने मोटे होते हैं, और दाने ASTM- 5.0 होते हैं, रेंगना टूटना प्रतिरोध 600 डिग्री से ऊपर होता है काफ़ी सुधार हुआ है; 800HT Al+Ti सामग्री को बढ़ाता है, और विशेष ठोस समाधान उपचार (1121-1177 डिग्री) के बाद, क्रिस्टल के दाने मोटे होते हैं, और दाने का आकार ASTM-5.0 होता है, उच्चतम रेंगना टूटना प्रतिरोध 700 से ऊपर होता है डिग्री में काफी सुधार हुआ है। यदि ताप उपचार तापमान बहुत अधिक है, तो सामग्री के अनाज का विस्तार होगा, उच्च रेंगने की सीमा और स्थायी ताकत की सीमा होगी, और कठोरता कम हो जाएगी। उच्च ताप उपचार तापमान के परिणामस्वरूप तेजी से न्यूक्लियेशन होता है और क्रिस्टल की संख्या में वृद्धि होती है। इस समय दाने अपेक्षाकृत अच्छे होते हैं। जब भंडारण का समय बढ़ाया जाएगा, तो अनाज बढ़ेगा। जब शीतलन दर धीमी होगी तो दाने भी बड़े हो जायेंगे। सामान्यतया, तापमान जितना अधिक (छोटी ढाल) होगा, अनाज का आकार उतना बड़ा होगा। दाने जितने छोटे होंगे, ताकत और कठोरता उतनी ही अधिक होगी, और लचीलापन और कठोरता भी उतनी ही बेहतर होगी। हालाँकि, उच्च तापमान वाले कामकाजी वातावरण में, अनाज मोटे हो जाते हैं और अनाज की सीमाओं की कुल लंबाई कम हो जाती है। अनाज की सीमाओं के साथ फिसलने या रेंगने के प्रदर्शन के कारण होने वाली विकृति या क्षति में सुधार होता है।

3. N06600 की मुख्य रासायनिक संरचना: 72Ni{3}}Cr-8Fe, N08800 की मुख्य रासायनिक संरचना: 33Ni{7}}Fe{8}}Cr, जो विभाजित करने के बराबर है N06600 में 72Ni सामग्री को 33Ni+45Fe में बदलना, और निकेल के हिस्से को प्रतिस्थापित करके लागत कम करना।

4. N10675 की मुख्य रासायनिक संरचना 65Ni-29.5Mo{5}}Fe{6}Cr है, और N10276 की रासायनिक संरचना 54Ni{{9}Mo{10}}Cr है . इसे लगभग N10675 में 29.5Mo को 16Mo{15}}Cr में विभाजित करने के रूप में माना जा सकता है। सीआर सामग्री में वृद्धि के कारण, सामग्री में ऑक्सीकरण प्रतिरोध होता है। मीडिया की क्षय करने की क्षमता.

4. शब्दों की परिभाषा

ग्राफिटाइजेशन: कम कार्बन स्टील 450 डिग्री के लंबे समय तक एक्सपोजर के तहत ग्रेफाइटाइजेशन परिवर्तन से गुजरता है, और सीमेंटाइट संरचना Fe3C =3Fe+C (ग्रेफाइट) में विघटित हो जाती है।

रेंगना: लंबे समय तक उच्च तापमान लोडिंग के तहत धातु सामग्री अनाज की सीमाओं के साथ टूट जाती है।

ठोस समाधान उपचार: संतृप्त ऑस्टेनाइट संरचना बनाने के लिए अवक्षेपित चरण Cr23C6 यौगिक और σ चरण (FeCr भंगुर चरण) को ऑस्टेनाइट संरचना में फिर से घुलने दें।

संवेदीकरण उपचार: लंबे समय तक 400-800 डिग्री की सीमा में रहने पर, Cr23C6 के निर्माण के कारण ऑस्टेनाइट संरचना कार्बाइड अनाज सीमाओं में क्रोमियम-क्षीण हो जाएगी।

अंतरकणीय संक्षारण: ऑस्टेनाइट संरचना में बनने वाला Cr23C6 यौगिक कार्बाइड अनाज की सीमाओं में क्रोमियम की कमी का कारण बनता है। सामग्री की सीआर सामग्री 12% से कम है, और सामग्री के कण विभाजित हो जाते हैं।

लोचदार मापांक: लोचदार विरूपण चरण के दौरान तनाव का अनुपात।

पॉइसन का अनुपात: लोचदार विरूपण चरण के दौरान अनुप्रस्थ आकार/अनुदैर्ध्य आकार का सापेक्ष परिवर्तन अनुपात।

रैखिक विस्तार गुणांक: तापमान बढ़ने पर क्रिस्टल की रैखिक लंबाई और आयतन बढ़ता है।