Ren nikkel vs nikkellegering

1. Sammensetning

Ren nikkel:
Består hovedsakelig av nikkel (NI) med minimale urenheter (vanligvis større enn eller lik 99,0% Ni, og ofte større enn eller lik 99,5% i høyrenhetskarakterer). Sporelementer som jern (Fe), kobber (Cu), karbon (C) og svovel (er) er strengt kontrollert for å unngå å kompromittere dets iboende egenskaper. Urenheter som bly (PB), sink (Zn) eller fosfor (P) holdes ekstremt lave (ofte<0.01%) to maintain ductility and corrosion resistance.

Nikkellegeringer:
Are metallic materials where nickel is the primary element (usually >30 vekt%), men med vilje legert med andre elementer for å endre egenskaper. Vanlige legeringselementer inkluderer krom (CR), jern (Fe), kobber (Cu), molybden (MO), aluminium (Al), titan (Ti), kobolt (CO) eller silisium (SI). Eksempler inkluderer Inconel® (f.eks. Inconel 600, 625), Monel® (Ni-CU-legeringer) og Hastelloy® (Ni-Mo-CR-legeringer).

2. Mekaniske egenskaper

Ren nikkel:

Styrke: Moderat strekkfasthet (typisk 300–400 MPa i annealert tilstand) og lav hardhet. Den er relativt myk og duktil, med høy formbarhet, noe som gjør det enkelt å danne (f.eks. Rulling, smiing eller tegning).

Duktilitet og seighet: utviser utmerket duktilitet selv ved lave temperaturer, med høy påvirkningsmotstand, slik at den kan motstå deformasjon uten sprø brudd.

Termisk og elektrisk ledningsevne: Høyere termisk og elektrisk ledningsevne sammenlignet med de fleste nikkellegeringer, på grunn av dens renhet (nikkel er en god leder av varme og elektrisitet).

Nikkellegeringer:

Styrke: Legende elementer forbedrer styrken betydelig. For eksempel:

Styrking av fastløsning (f.eks. Med CR eller MO) øker strekkfastheten (ofte 600–1.200 MPa, avhengig av legeringen).

Nedbør herding (f.eks. Med Al og Ti i legeringer som Inconel 718) øker styrken ytterligere, noe som muliggjør motstand mot kryp med høy temperatur (langsom deformasjon under stress).

Duktilitet: Generelt lavere duktilitet enn ren nikkel, ettersom styrkingsmekanismer (f.eks. Utfeller) kan redusere formbarheten. Imidlertid beholder mange legeringer tilstrekkelig duktilitet for fabrikasjon.

Termisk og elektrisk ledningsevne: lavere enn rent nikkel, da legeringselementer forstyrrer den ensartede metalliske gitteret, og hindrer elektron og varmestrøm.

3. Korrosjonsmotstand

Ren nikkel:
Tilbyr god korrosjonsmotstand i spesifikke miljøer:

Motstår alkaliske oppløsninger (f.eks. Natriumhydroksyd) og organiske syrer (f.eks. Eddiksyre) på grunn av dens evne til å danne et beskyttende oksydlag.

Klarer seg bra i å redusere miljøer (f.eks. Hydrogengass), men er sårbar for oksidasjon ved høye temperaturer (over ~ 500 grader) og angrep av sterke syrer (f.eks. Saltsyre) og kloridrike løsninger.

Nikkellegeringer:
Korrosjonsmotstand er skreddersydd ved legering for å passe harde eller spesialiserte miljøer:

Krom (CR) tilsetning (f.eks. Inconel 600): Forbedre oksidasjon og korrosjonsmotstand med høy temperatur ved å danne et stabilt CR₂O₃-oksydlag, kritisk for ovnkomponenter eller jetmotorer.

Molybden (MO) og wolfram (W) tilsetninger (f.eks. Hastelloy C276): Forbedre motstand mot pitting, sprekk korrosjon og angrep av sterke syrer (f.eks. Svuriske, hydrokloriske) og kloridløsninger, noe som gjør dem ideelle for kjemisk prosessering.

Kobber (Cu) tilsetning (f.eks. Monel 400): Boost motstand mot sjøvann, svovelsyre og hydrofluorsyre, brukt i marine eller kjemiske anvendelser.

4. ytelse med høy temperatur

Ren nikkel:
Beholder duktilitet ved forhøyede temperaturer, men har begrenset styrke ved høye temperaturer (over ~ 300 grader) og er utsatt for kryp og oksidasjon, og begrenser bruken i høye varmeapplikasjoner.

Nikkellegeringer:
Designet for eksepsjonell høye temperaturstabilitet:

Legeringer som Inconel 718 eller Waspaloy motstår kryp og opprettholder mekanisk styrke ved temperaturer opp til 1000 grader, takket være presipitater (f.eks.

Oksidasjonsmotstand forbedres av CR-, AL- eller SI-tillegg, noe som tillater langsiktig service i ovner, gassturbiner eller luftfartsmotorer.

info-442-448 info-447-447

info-447-447 info-445-445

5. Søknader

Ren nikkel:
Brukt der dens spesifikke egenskaper er kritiske:

Elektroteknikk: Batterikomponenter, varmeelementer og elektriske kontakter (på grunn av god ledningsevne).

Kjemisk prosessering: Utstyr for håndtering av alkaliske løsninger (f.eks. Kaustisk brusproduksjon).

Plettering: Som et basislag i elektroplatering (f.eks, for korrosjonsbeskyttelse eller dekorative utførelser).

Nikkellegeringer:
Utplassert i krevende miljøer som krever skreddersydd styrke eller korrosjonsmotstand:

Luftfart: Turbinblader, forbrenningskamre (f.eks. Inconel 718, motstandsdyktig mot kryp i høy temperatur).

Olje og gass: Nedhullsverktøy, rørledninger (f.eks. Monel 400, motstandsdyktig mot sjøvann og sur gass).

Kjemisk prosessering: Reaktorer, varmevekslere (f.eks. Hastelloy C276, resistente mot aggressive syrer).

Energi: Nukleærreaktorkomponenter, gassturbindeler (f.eks. Inconel 600, resistente mot oksidasjon og stråling).

Ren nikkel er verdsatt for sin høye renhet, god konduktivitet og motstand mot alkalier, men mangler styrken og allsidigheten til nikkellegeringer. Nikkellegeringer er derimot konstruert med legeringselementer for å levere økt styrke, høye temperaturstabilitet og målrettet korrosjonsmotstand, noe som gjør dem uunnværlige i ekstreme industrielle miljøer.