Effekter av legeringselementer i nikkel-baselegeringer
Ulike elementer i en legering kan endre de mekaniske egenskapene, korrosjonsmotstanden og mikrostrukturen til et metall betydelig. Mens krom, nikkel, molybden og jern kan være de primære legeringselementene, kan andre elementer som wolfram, karbon, aluminium, titan, kobber og svovel også ha betydelige effekter. Å forstå disse elementene og deres positive og negative effekter på legeringer kan bidra til å bestemme bruken for visse legeringer.
Nikkel (ni)
Forbedrer høy temperaturstyrke, motstand mot oksidasjon, nitriding, karburisering og halogenering. Det gir også metallurgisk stabilitet. Tilsetninger av dette elementet forbedrer legerens motstand mot reduksjon av syrer og alkaliner, samt motstand mot stresskorrosjonssprekker.
Krom (CR)
Legering med krom forbedrer legeringens motstand mot oksidasjon og sulfidering av høy temperatur, samt motstand mot generelle oksidasjonsmiljøer. Slike oksiderende medier inkluderer salpetersyre og kromsyre. Tillegg er vanligvis mellom 15%og 30%, men kan være så høye som 50%.
Molybden (MO)
MO-tilsetning forbedrer legeringens resistens mot ikke-oksidasjonssyrer betydelig, så som saltsyre (HCl), fosforsyre (H3PO4) og hydrofluorsyre (HF). Molybden har også vist seg å forbedre legeringens motstand mot svovelsyre (H2SO4) ved konsentrasjoner under 60%. Molybden forbedrer legeringens motstand mot grop og sprekk korrosjon og gir legeringen høy temperatur.
Jern (Fe)
Dette elementet reduserer legeringskostnadene, forbedrer legeringens motstand mot forgassering av høy temperatur og kontrollerer termisk ekspansjon.
Wolfram (w)
Dette elementet, som MO, forbedrer legerens motstand mot å redusere syrer og lokalisert korrosjon, og forbedrer legerens styrke og sveisbarhet.
Karbon (c)
Nedbryter legeringens korrosjonsmotstand, men forbedrer styrken ved forhøyede temperaturer.
Aluminium (Al)
Tilsetning av aluminium fremmer dannelsen av en tett adherent aluminiumoksydskala ved forhøyede temperaturer som motstår oksidasjon, karburisering og kloridangrep. I kombinasjon med titan fremmer aluminium også aldersherding i noen legeringer.
Titanium (TI)
Som nevnt ovenfor, fremmer titan aldersherding, og på grunn av dannelse av kromkarbider etter varmebehandling kombineres det også med karbon for å redusere mottakeligheten for intergranulær korrosjon.
Kobber (CU)
Forbedrer resistens mot å redusere syrer. Legeringer som inneholder 30% til 40% kobber har utmerket motstand mot alle konsentrasjoner av ikke-aerert hydrofluorsyre (HF). Hvis kobber tilsettes nikkel-krom-molybden-jernlegeringer, kan dets motstand mot saltsyre, fosforsyre og visse konsentrasjoner av svovelsyre forbedres.
Kobolt (CO)
Cobalt gir unike styrking av egenskaper til legeringer med høy temperatur. Kobolt forbedrer også motstanden til nikkellegeringer mot forgassering og sulfidering. Dette er fordi CO øker løseligheten av C i Ni-base-legeringer og koboltsulfid har et høyere smeltepunkt enn nikkelsulfid.
