Auswirkungen von Legierungselementen in Nickelbasislegierungen

Verschiedene Elemente in einer Legierung können die mechanischen Eigenschaften, die Korrosionsbeständigkeit und die Mikrostruktur eines Metalls erheblich verändern. Während Chrom, Nickel, Molybdän und Eisen die primären Legierungselemente sein können, können andere Elemente wie Wolfram, Kohlenstoff, Aluminium, Titan, Kupfer und Schwefel auch signifikante Auswirkungen haben. Das Verständnis dieser Elemente und ihrer positiven und negativen Auswirkungen auf Legierungen kann dazu beitragen, die Verwendungen für bestimmte Legierungen zu bestimmen.

Nickel (Ni)
Verbessert die Stärke der hohen Temperatur, die Resistenz gegen Oxidation, Nitriding, Vergaserung und Halogenierung. Es bietet auch metallurgische Stabilität. Die Zusätze dieses Elements verbessern die Resistenz der Legierung gegenüber Säuren und Alkalinen sowie die Resistenz gegen Spannungskorrosionsrisse.

Chrom (Cr)
Legierung mit Chrom verbessert die Resistenz der Legierung gegen Hochtemperaturoxidation und -sulfidierung sowie die Resistenz gegen allgemeine oxidierende Umgebungen. Solche oxidierenden Medien umfassen Salpetersäure und Chromsäure. Die Ergänzungen liegen in der Regel zwischen 15%und 30%, können jedoch bis zu 50%betragen.

Molybdän (MO)
Die MO-Zusätze verbessern die Resistenz der Legierung gegenüber nicht oxidierenden Säuren wie Salzsäure (HCl), Phosphorsäure (H3PO4) und Hydrofluorsäure (HF) signifikant. Es wurde auch gezeigt, dass Molybdän die Resistenz der Legierung gegen Schwefelsäure (H2SO4) bei Konzentrationen unter 60%verbessert. Molybdän verbessert den Widerstand der Legierung gegen Loch- und Spaltkorrosion und verleiht der Legierung eine Hochtemperaturfestigkeit.

Eisen (Fe)
Dieses Element senkt die Legierungskosten, verbessert den Widerstand der Legierung gegen Hochtemperaturkarburisierung und kontrolliert die thermische Expansion.

Wolfram (W)
Dieses Element verbessert wie MO die Resistenz der Legierung gegen Säuren und lokalisierte Korrosion und verbessert die Stärke und Schweißbarkeit der Legierung.

Kohlenstoff (c)
Verschlechtert den Korrosionsbeständigkeit der Legierung, verbessert jedoch seine Festigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Aluminium (Al)
Die Zugabe von Aluminium fördert die Bildung einer eng anhaftenden Aluminiumoxid -Skala bei erhöhten Temperaturen, die der Oxidation, Vergaserung und Chloridangriff widersteht. In Kombination mit Titan fördert Aluminium auch die Altershärtung in einigen Legierungen.

Titan (Ti)
Wie oben erwähnt, fördert Titan die Altersverhärtung und kombiniert aufgrund der Bildung von Chromcarbiden nach Wärmebehandlung auch mit Kohlenstoff, um die Anfälligkeit für intergranuläre Korrosion zu verringern.

Kupfer (Cu)
Verbessert die Resistenz gegen Säuren. Legierungen, die 30% bis 40% Kupfer enthalten, haben eine hervorragende Resistenz gegen alle Konzentrationen von nicht aerierten Hydrofluorsäure (HF). Wenn Kupfer zu Nickel-Chrom-Molybdän-Eisen-Legierungen zugesetzt wird, kann die Resistenz gegen Salzsäure, Phosphorsäure und bestimmte Schwefelsäurekonzentrationen verbessert werden.

Kobalt (CO)
Cobalt verleiht Hochtemperaturlegierungen einzigartige Stärkung der Eigenschaften. Kobalt verbessert auch den Widerstand von Nickellegierungen gegen Vergaserung und Schwefelung. Dies liegt daran, dass CO die Löslichkeit von C in NI-Basen-Legierungen erhöht und Kobaltsulfid einen höheren Schmelzpunkt als Nickelsulfid aufweist.