1. Kernefunktioner i Chrom (Cr)
Forbedring af korrosionsbestandighed
Chrom har en stærk affinitet til ilt. I ætsende medier (såsom oxiderende syrer, saltopløsninger og fugtige atmosfærer) kan det hurtigt reagere med oxygen på overfladen af legeringen for at danne en tæt, klæbende og selvhelende-chromoxid (Cr2O3) passiv film. Denne film fungerer som en fysisk barriere, der isolerer den indre matrix fra det korrosive miljø og forhindrer yderligere indtrængning af korrosive ioner (f.eks. Cl⁻, SO₄²⁻) i legeringen og forbedrer således legeringens modstandsdygtighed over for generel korrosion, grubetæring og spaltekorrosion. For eksempel i nikkel-baserede legeringer som Inconel 625 og Hastelloy C276 er et kromindhold på 15 %-25 % nøglen til at sikre deres korrosionsbestandighed i barske kemiske procesmiljøer.
Forbedring af høj-temperatur-oxidationsmodstand
Ved forhøjede temperaturer (over 600 grader) har Cr2O3-filmen dannet på legeringsoverfladen høj termisk stabilitet og lav oxygenpermeabilitet. Det kan effektivt hæmme diffusionen af ilt ind i legeringsmatrixen og undgå dannelsen af løse oxider (såsom NiO), der er tilbøjelige til at sprænge. Dette gør det muligt for nikkel-baserede legeringer at opretholde strukturel integritet og ydeevnestabilitet i oxidative atmosfærer med høje-temperaturer (f.eks. industrielle ovne, gasturbinekomponenter).
Styrkelse af legeringsmatrixen
Chrom kan opløses i nikkelmatrixen og danne ensubstituerende fast opløsning, hvilket øger gitterforvrængning af matrixen og hindrer bevægelsen af dislokationer. Denne solide-løsningsforstærkende effekt forbedrer legeringens rum-temperatur og høj-temperaturstyrke uden at reducere dens sejhed væsentligt. Derudover kan krom fremme udfældningen af forstærkningsfaser (f.eks. '-fase, M₂3C6-carbid) i nogle nikkel-baserede superlegeringer, hvilket yderligere forbedrer legeringens høje-temperaturkrybemodstand.
2. Molybdæns (Mo) kernefunktioner
Øget modstandsdygtighed over for lokal korrosion
I reducerende ætsende medier (såsom saltsyre, svovlsyre og fosforsyre), hvor chroms passiveringseffekt er svækket, spiller molybdæn en dominerende rolle i korrosionsbestandigheden. Molybdæn kan berige på legeringsoverfladen og reagere for at danne en molybdænoxid (MoO₃) film med stærk korrosionsbestandighed. Endnu vigtigere er det, at molybdæn kan hæmme initieringen og udbredelsen af grubetæring forårsaget af Cl⁻-ioner. Det reducerer opløseligheden af den passive film i chloridholdige-opløsninger og øger legeringens kritiske pittingtemperatur (CPT), hvilket gør nikkel-baserede legeringer velegnede til marine-, olie- og gasudvinding og kemiske industrier med høje chloridionkoncentrationer. For eksempel udviser Hastelloy C276 med et molybdænindhold på 15 %-16 % fremragende modstandsdygtighed over for grubetæring i havvand og klorid-holdigt sure medier.
Solid-løsningsforstærkning og forbedring af krybemodstand ved høj-temperatur
Molybdæn har en stor atomradius og kan danne en meget stabil substitutionsfast opløsning med nikkel. Dens tilføjelse forårsager betydelig gitterforvrængning, hvilket effektivt hindrer bevægelse af dislokationer og diffusion af atomer ved høje temperaturer. Dette forbedrer i høj gradhøj-temperaturstyrkeogkrybemodstandaf legeringen. I nikkel-baserede superlegeringer, der bruges til gasturbineblade og turbineskiver, er molybdæn et vigtigt forstærkende element, der hjælper legeringen med at opretholde strukturel stabilitet under langtids-høje-temperaturer og høje-spændingsforhold.
Forbedret modstand mod at reducere syrekorrosion
Molybdæn kan forbedre legeringens modstandsdygtighed over for ensartet korrosion i reducerende syrer (f.eks. fortyndet saltsyre, fortyndet svovlsyre). I modsætning til krom, som er tilbøjelig til passiveringsfejl i reducerende miljøer, kan molybdæn danne stabile komplekser med korrosive medier, hvilket reducerer legeringsmatrixens korrosionshastighed. Dette gør nikkel-baserede legeringer indeholdende molybdæn ideelle materialer til udstyr i den kemiske industri, der håndterer reducerende sure medier.
3. Synergistisk effekt af chrom og molybdæn
Chrom giver en stabil passiv film i oxiderende miljøer, mens molybdæn forbedrer filmens korrosionsbestandighed i reducerende og kloridholdige miljøer.-
Den kombinerede solide-opløsningsforstærkende effekt af de to elementer forbedrer legeringens styrke og krybemodstand betydeligt ved både stuetemperatur og høj temperatur, samtidig med at god sejhed og bearbejdelighed bevares.
