निकल आधारित मिश्र धातु क्या हैं? यह सब समझने के लिए यह आलेख पढ़ें!

निकल आधारित मिश्रधातु क्या हैं? यह सब समझने के लिए यह लेख पढ़ें!

निकेल-आधारित मिश्र धातु एक प्रकार के मिश्र धातु को संदर्भित करता है जिसमें व्यापक गुण होते हैं जैसे उच्च शक्ति और 650 से 1000 डिग्री के उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण और संक्षारण के लिए कुछ प्रतिरोध।

मुख्य गुणों के अनुसार, उन्हें निकल-आधारित गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु, निकल-आधारित संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु, निकल-आधारित पहनने-प्रतिरोधी मिश्र धातु, निकल-आधारित परिशुद्धता मिश्र धातु और निकल-आधारित आकार स्मृति मिश्र धातु में विभाजित किया गया है।

उच्च-तापमान मिश्र धातुओं को अलग-अलग सब्सट्रेट्स के अनुसार लौह-आधारित उच्च-तापमान मिश्र धातुओं, निकल-आधारित उच्च-तापमान मिश्र धातुओं और कोबाल्ट-आधारित उच्च-तापमान मिश्र धातुओं में विभाजित किया जाता है। उनमें से, निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं को निकल-आधारित मिश्र धातु कहा जाता है।

निकल-आधारित मिश्र धातुओं की प्रतिनिधि सामग्रियों में शामिल हैं:

1. Incoloy मिश्र धातु, जैसे Incoloy800, मुख्य घटक है; 32Ni-21Cr-Ti, Al; यह एक गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु है;

2. इनकोनेल मिश्र धातु, जैसे कि इनकोनेल600, मुख्य घटक है; 73Ni-15Cr-Ti, Al; यह एक गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु है;

3. हेस्टेलॉय मिश्र धातु, जैसे हेस्टेलॉय सी-276, मुख्य घटक है; 56Ni-16Cr-16Mo-4W; यह एक संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु है;

4. मोनेल मिश्र धातु, यानी मोनेल मिश्र धातु, जैसे मोनेल 400, मुख्य घटक है; 65Ni-34Cu; यह एक संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु है;

मुख्य मिश्रधातु तत्व

मुख्य मिश्रधातु तत्व क्रोमियम, टंगस्टन, मोलिब्डेनम, कोबाल्ट, एल्युमीनियम, टाइटेनियम, बोरॉन, ज़िरकोनियम आदि हैं। इनमें सीआर, एआई आदि मुख्य रूप से एंटीऑक्सीडेंट की भूमिका निभाते हैं, और अन्य तत्व ठोस समाधान को मजबूत करते हैं, वर्षा को मजबूत करते हैं और अनाज सीमा को मजबूत बनाना।

इसमें 650 से 1000 डिग्री के उच्च तापमान पर उच्च शक्ति और ऑक्सीकरण और संक्षारण के प्रति निश्चित प्रतिरोध है। इसकी पर्याप्त उच्च तापमान शक्ति और ऑक्सीकरण और संक्षारण के प्रतिरोध के कारण, इसका उपयोग अक्सर विमान इंजन ब्लेड, रॉकेट इंजन, परमाणु रिएक्टर और ऊर्जा रूपांतरण उपकरण के निर्माण में किया जाता है। उच्च तापमान वाले हिस्से.

विकास का इतिहास

निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु (इसके बाद निकल-आधारित मिश्र धातु के रूप में संदर्भित) 1930 के दशक के अंत में विकसित किए गए थे। यूनाइटेड किंगडम ने सबसे पहले 1941 में निकल-आधारित मिश्र धातु निमोनिक 75 (Ni-20Cr-0.4Ti) का उत्पादन किया; रेंगने की शक्ति में सुधार करने के लिए, निमोनिक 80 (Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al) विकसित करने के लिए एल्युमीनियम मिलाया गया। दशक के मध्य में संयुक्त राज्य अमेरिका, 1940 के दशक के अंत में सोवियत संघ, और 18 के दशक के मध्य में चीन ने भी निकल-आधारित मिश्र धातु विकसित की। निकल-आधारित मिश्र धातुओं के विकास में दो पहलू शामिल हैं: मिश्र धातु संरचना में सुधार और उत्पादन प्रक्रियाओं का नवाचार। 1950 के दशक की शुरुआत में, वैक्यूम पिघलने की तकनीक के विकास ने उच्च एल्यूमीनियम और टाइटेनियम युक्त निकल-आधारित मिश्र धातुओं को परिष्कृत करने के लिए स्थितियां बनाईं। अधिकांश आरंभिक निकल-आधारित मिश्रधातुएँ विकृत मिश्रधातुएँ थीं। 1950 के दशक के उत्तरार्ध में, टरबाइन ब्लेड के ऑपरेटिंग तापमान में वृद्धि के कारण, मिश्र धातु को उच्च तापमान की ताकत की आवश्यकता थी। हालाँकि, जब मिश्र धातु की ताकत अधिक होती है, तो इसे विकृत करना मुश्किल या असंभव भी होगा। इसलिए, अच्छे प्रदर्शन के साथ मिश्र धातुओं की एक श्रृंखला विकसित करने के लिए निवेश कास्टिंग तकनीक का उपयोग किया गया था। उच्च तापमान शक्ति कास्टिंग मिश्र धातु। मध्य में, बेहतर गुणों वाले दिशात्मक क्रिस्टलीकरण और एकल क्रिस्टल सुपरअलॉय और पाउडर धातु विज्ञान सुपरअलॉय विकसित किए गए। जहाजों और औद्योगिक गैस टर्बाइनों की जरूरतों को पूरा करने के लिए, 1960 के दशक से अच्छे गर्म संक्षारण प्रतिरोध और स्थिर संरचना वाले कई उच्च-क्रोमियम निकल-आधारित मिश्र धातु विकसित किए गए हैं। 1940 के दशक की शुरुआत से लेकर 1970 के दशक के अंत तक लगभग 40 वर्षों में, निकल-आधारित मिश्र धातुओं का ऑपरेटिंग तापमान 700 डिग्री से बढ़कर 1100 डिग्री हो गया, जिसमें प्रति वर्ष लगभग 10 डिग्री की औसत वृद्धि हुई।

सामग्री और गुण

निकेल-आधारित सुपरअलॉय का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। मुख्य कारण यह हैं कि सबसे पहले, निकल-आधारित मिश्र धातु अधिक मिश्र धातु तत्वों को भंग कर सकते हैं और बेहतर संरचनात्मक स्थिरता बनाए रख सकते हैं; दूसरे, वे सुसंगत और क्रमबद्ध A3B-प्रकार के इंटरमेटेलिक यौगिक बना सकते हैं [Ni3(Al, Ti)] एक मजबूत चरण के रूप में, मिश्र धातु को प्रभावी ढंग से मजबूत किया जा सकता है और लौह-आधारित सुपरअलॉय और कोबाल्ट-आधारित सुपरअलॉय की तुलना में उच्च उच्च तापमान शक्ति प्राप्त कर सकता है; तीसरा, क्रोमियम युक्त निकल-आधारित मिश्र धातुओं में लौह-आधारित सुपर मिश्र धातुओं की तुलना में बेहतर ऑक्सीकरण और प्रतिरोध गुण होते हैं। गैस संक्षारण क्षमता. निकेल-आधारित मिश्र धातुओं में दस से अधिक तत्व होते हैं, जिनमें से सीआर मुख्य रूप से एक ऑक्सीकरण-विरोधी और जंग-रोधी भूमिका निभाता है, और अन्य तत्व मुख्य रूप से एक मजबूत भूमिका निभाते हैं। उनके सुदृढ़ीकरण मोड के अनुसार, उन्हें विभाजित किया जा सकता है: ठोस समाधान मजबूत करने वाले तत्व, जैसे टंगस्टन, मोलिब्डेनम, कोबाल्ट, क्रोमियम और वैनेडियम; एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, नाइओबियम और टैंटलम जैसे वर्षा को मजबूत करने वाले तत्व; अनाज सीमा को मजबूत करने वाले तत्व, जैसे बोरॉन, ज़िरकोनियम, मैग्नीशियम और दुर्लभ पृथ्वी तत्व, आदि।

निकेल-आधारित उच्च-तापमान मिश्र धातुओं में उनकी मजबूती के तरीकों के अनुसार ठोस समाधान-मजबूत मिश्र धातु और वर्षा-मजबूत मिश्र धातु शामिल हैं।

उत्पादन प्रक्रिया

गलाने के संदर्भ में: शुद्ध पिघला हुआ स्टील प्राप्त करने के लिए, गैस सामग्री और हानिकारक तत्व सामग्री को कम करें; साथ ही, कुछ मिश्र धातुओं में आसानी से ऑक्सीकृत तत्वों जैसे अल, टीआई आदि की उपस्थिति के कारण, गैर-वैक्यूम गलाने को नियंत्रित करना मुश्किल होता है; और बेहतर थर्मोप्लास्टिकिटी प्राप्त करने के लिए, निकेल-आधारित गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं को आमतौर पर वैक्यूम इंडक्शन भट्टियों द्वारा गलाया जाता है, या यहां तक ​​कि वैक्यूम इंडक्शन स्मेल्टिंग प्लस वैक्यूम उपभोज्य भट्टियों या इलेक्ट्रोस्लैग फर्नेस रीमेल्टिंग विधियों द्वारा भी उत्पादित किया जाता है।

विरूपण के संदर्भ में: फोर्जिंग और रोलिंग प्रक्रियाओं को अपनाया जाता है। खराब थर्मोप्लास्टिकिटी वाले मिश्र धातुओं के लिए, यहां तक ​​कि एक्सट्रूज़न और फिर हल्के स्टील (या स्टेनलेस स्टील) शीथिंग के साथ रोलिंग या डायरेक्ट एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। विरूपण का उद्देश्य कास्टिंग संरचना को तोड़ना और माइक्रोस्ट्रक्चर को अनुकूलित करना है।

कास्टिंग: एक वैक्यूम इंडक्शन भट्टी का उपयोग आमतौर पर गैस और अशुद्धता सामग्री की संरचना और नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए मास्टर मिश्र धातु को पिघलाने के लिए किया जाता है, और भागों को वैक्यूम रीमेल्टिंग-सटीक कास्टिंग का उपयोग करके बनाया जाता है।

ताप उपचार: विकृत मिश्र धातुओं और कुछ ढले मिश्र धातुओं को ताप उपचार की आवश्यकता होती है, जिसमें समाधान उपचार, मध्यवर्ती उपचार और उम्र बढ़ने का उपचार शामिल है। उदाहरण के तौर पर Udmet 500 मिश्र धातु को लेते हुए, इसकी ताप उपचार प्रणाली को चार चरणों में विभाजित किया गया है: समाधान उपचार, 1175 डिग्री, 2 घंटे, वायु शीतलन; मध्यवर्ती उपचार, 1080 डिग्री, 4 घंटे, वायु शीतलन; प्राथमिक उम्र बढ़ने का उपचार, 843 डिग्री, 24 घंटे, वायु शीतलन; माध्यमिक उम्र बढ़ने का उपचार, 760 डिग्री, 16 घंटे, वायु शीतलन। आवश्यक संगठनात्मक स्थिति और अच्छा समग्र प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए।
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