Krom og molybdæn i nikkel-baserede legeringer - Viden

1. Kernematrixkomponenter

Begge typer legeringer tagernikkel (Ni)som basiselement, der tegner sig for den højeste andel (normalt over 50 %) for at sikre fremragende korrosionsbestandighed, oxidationsbestandighed og høj-temperaturstabilitet. Der er dog forskelle i matchningen af matrixlegeringselementer:

Løsnings-hærdende nikkel-baserede legeringer

Matrixen er hovedsageligt forstærket affaste opløsningselementer med høj opløselighed i nikkelsåsom chrom (Cr), jern (Fe), molybdæn (Mo) og wolfram (W). Disse elementer er ensartet opløst i det nikkel-baserede face-centered cubic (FCC) gitter for at danne en enkelt-fast opløsning. Indholdet af hvert grundstof kontrolleres inden for området for fuldstændig faststofopløselighed, og der vil ikke blive genereret nogen anden-faseudfældning under varmebehandling eller service. For eksempel indeholder Alloy 600 omkring 72 % Ni, 15,5 % Cr og 8 % Fe, uden nogen kraftige{11}udfældningsdannende elementer.

Udfældnings-hærdende nikkel-baserede legeringer

På basis af nikkel-chrom-molybdænmatrixen er en vis mængdepræcipitation-dannende grundstoffer med lav opløselighed i nikkeltilføjes. Disse grundstoffer kan danne stabile intermetalliske forbindelser ved specifikke temperaturer, som er kernen i forstærkning af nedbør. Matrixelementerne (Cr, Mo, W) spiller ikke kun en solid opløsningsstyrkende rolle, men hjælper også med at stabilisere de udfældede faser.

2. Nøglefunktionelle legeringselementer

Den væsentlige forskel i sammensætning ligger i tilføjelsen af udfældnings-dannende elementer i udfældnings-hærdende legeringer, som ikke er indeholdt eller kun indeholdt i spormængder i opløsnings-hærdende legeringer:

Kategori	Udfældnings-hærdende nikkel-baserede legeringer	Løsnings-hærdende nikkel-baserede legeringer
Nedbørs-dannende elementer	Indeholder højt-indholdaluminium (Al), titanium (Ti), og nogle gangeniobium (Nb)ogtantal (Ta). Det samlede indhold af Al og Ti er generelt 1,5%-6%. Disse elementer reagerer med nikkel for at danne ordnede intermetalliske forbindelserNi3(Al,Ti)(kaldet 'fase) ellerNi3Nb(kaldet '' fase). For eksempel indeholder Inconel 718 omkring 0,5 % Al, 1,0 % Ti og 5,0 % Nb, med '' fase som den vigtigste forstærkningsfase.	Næsten ingen Al og Ti tilsættes, eller indholdet er mindre end 0,5 %. Der er ingen grundstoffer, der kan danne massive forstærkende udfældede faser.
Solid løsning forstærkende elementer	Indeholder Cr (10%–20%), Mo (2%–10%), W (0%–5%) som hjælpeforstærkningselementer, der opløses i matrixen for at forbedre matrixens styrke og samtidig sikre korrosionsbestandighed.	Indeholder højt-indhold Cr (15 %–30 %), Mo (5 %–15 %), W (0 %–10 %) som de vigtigste forstærkende elementer, der er afhængige af gitterforvrængning forårsaget af solid opløsning for at forbedre styrken.
Hjælpeelementer	Kan tilføje en lille mængdekulstof (C)at danne carbidfaser (såsom TiC, NbC) for at raffinere korn; tilføjebor (B)ogzirkonium (Zr)for at forbedre korngrænsestyrken.	Tilsæt en lille mængde C for at danne M₂3C6-carbider for at stabilisere korngrænser; ingen B eller Zr tilføjes generelt, fordi der ikke er behov for at optimere bindingskraften af korngrænser til høj-temperaturstyrke.

info-446-440 info-444-446

3. Elementindholdskontrollogik

Forudfældnings-hærdende legeringer, skal indholdsforholdet af Al/Ti og den samlede mængde nedbør-dannende elementer være strengt kontrolleret. For højt indhold vil føre til dannelsen af skøre faser (såsom σ-fase, Laves-fase) og reducere legeringens sejhed; utilstrækkeligt indhold kan ikke danne nok forstærkningsfaser, hvilket resulterer i lav styrke.

Forløsning-hærdende legeringer, er indholdet af faste opløsningselementer hovedsageligt begrænset af opløselighedsgrænsen. Målet er at maksimere den solide opløsnings styrkende effekt på forudsætningen om at sikre, at legeringen forbliver en enkeltfasestruktur ved alle driftstemperaturer, og undgå udfældning af skøre faser, der forårsager ydeevneforringelse.

Chrom og molybdæn i nikkel-baserede legeringer

1. Kernematrixkomponenter

2. Nøglefunktionelle legeringselementer

3. Elementindholdskontrollogik