Reiner Nickel: Bezieht sich auf kommerziell reine Nickelklassen (z. B. NI200, NI201) mit einem Nickelgehalt von 99,6% oder mehr. Spurenelemente sind auf kleine Mengen an Kohlenstoff, Eisen, Kupfer, Mangan und Silizium beschränkt (typischerweise von insgesamt weniger als 0,4%). Diese Verunreinigungen werden nicht absichtlich hinzugefügt, sondern sind von der Verarbeitung verbessert.
Nickellegierungen: Sind metallische Materialien, bei denen Nickel das Primärelement ist (normalerweise 50% oder mehr zu Gewicht), aber absichtlich mit anderen Elementen (Legierungsmitteln) wie Chrom, Kupfer, Molybdän, Eisen, Titan, Aluminium oder Kobalt gemischt wird. Zum Beispiel:
Monel 400 (eine Nickel-Kupfer-Legierung) enthält ~ 65% Ni und ~ 30% Cu.
Inconel 625 (eine Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung) umfasst ~ 61% Ni, 21% Cr und 9% Mo.
Reiner Nickel: Zeigt eine mäßige Festigkeit (Zugfestigkeit von ~ 345 MPa in geglühter Form), aber eine hohe Duktilität und Formbarkeit, die eine einfache Kältearbeit ermöglicht (z. B. Biegung, Rollen). Seine Stärke nimmt bei erhöhten Temperaturen (über 300 ° C/572 ° F) aufgrund thermischer Erweichung signifikant ab.
Nickellegierungen: Erreichen Sie verbesserte mechanische Eigenschaften durch Legierung:
Höhere Stärke: Legierungen wie Inconel 718 (Zugfestigkeit ~ 1.400 MPa im Alter) sind dank der festen Lösungsverstärkung oder der Ausfälligkeit von Elementen wie Niob oder Titan weitaus stärker als reiner Nickel.
Verbesserte Hochtemperaturleistung: Legierungen mit Chrom (z. B. Inconel 600) haben Festigkeit bei Temperaturen von mehr als 1.000 ° C (1.832 ° F), während reines Nickel unter solchen Bedingungen schnell schwächt.
Bessere Kriechwiderstand: Nickellegierungen widersprechen einer allmählichen Verformung (Kriechen) unter langfristiger Stress bei hohen Temperaturen, einem kritischen Merkmal für Turbinenkomponenten.
Reiner Nickel: Bietet eine gute Resistenz gegen nicht oxidierende Umgebungen wie Alkalien (z. B. Natriumhydroxid), frisches Wasser und verdünnte Salzsäure bei niedrigen Temperaturen. Es ist jedoch anfällig für Oxidieren von Säuren (z. B. Salpetersäure) und Hochtemperaturschwefelverbindungen.
Nickellegierungen: Sind so konstruiert, dass sie bestimmten korrosiven Bedingungen standhalten:
Chromabzüge (z. B. Inconel 625) verbessern die Resistenz gegen Oxidation und Hochtemperaturgase.
Molybdän (z. B. Hastelloy C-276) verbessert die Leistung bei der Reduzierung von Säuren (z. B. Schwefelsäure) und chloridreichen Umgebungen.
Kupfer (z. B. Monel 400) erhöht die Resistenz gegen Meerwasser und Schwefelsäure und übertrifft den reinen Nickel in Meeres- oder Industrieumgebungen.
Reiner Nickel: Oxidiert allmählich bei Temperaturen über 600 ° C (1,112 ° F) und ist anfällig für Graphitisierung (Sprödigkeit durch Kohlenstoffausfällung), wenn sie über längere Perioden starker Wärme ausgesetzt sind, wodurch deren Verwendung in extremen thermischen Umgebungen eingeschränkt wird.
Nickellegierungen: Excel in Hochtemperaturstabilität:
Legierungen wie Hastelloy X behalten die strukturelle Integrität bei 1.200 ° C (2.192 ° F) aufgrund von Chrom- und Eisenzugangs, die Schutzoxidschichten bilden.
Superalloys (z. B. Waschanlage) widerstehen thermische Ermüdung und Oxidation, wodurch sie in Heißabschnitten von Strahlmotoren unverzichtbar sind.
Reiner Nickel: Wird in Szenarien verwendet, in denen eine hohe Reinheit, Duktilität oder elektrische Leitfähigkeit von entscheidender Bedeutung ist, wie beispielsweise:
Batteriekomponenten (alkalische Batterieelektroden).
Chemische Verarbeitungsgeräte für Alkalis.
Elektrische Anschlüsse und Bleidrähte.
Nickellegierungen: Abgestimmt auf anspruchsvolle Umgebungen, die spezialisierte Eigenschaften erfordern:
Luft- und Raumfahrt: Turbinenklingen (Inconel 718), Abgabesysteme (Hastelloy X).
Chemische Verarbeitung: Reaktoren (Hastelloy C-276) für aggressive Säuren.
Marine Engineering: Meerwasserventile (Monel 400).
Stromerzeugung: Kesselrohre (Incoloy 800) für Hochtemperaturdampf.
Pure Nickel ist ein hochreines Material, das für Duktilität, Leitfähigkeit und mittelschwere Korrosionsbeständigkeit geeignet ist, die für einfache, stressige Anwendungen geeignet ist. Im Gegensatz dazu sind Nickellegierungen mit absichtlichen Legierungselementen entwickelt, um überlegene Festigkeit, Hochtemperaturstabilität und gezielte Korrosionsbeständigkeit zu liefern, wodurch deren Verwendung in extremen industriellen Umgebungen ermöglicht wird, in denen reines Nickel versagen würde.
