Επιδράσεις στοιχείων κράματος σε κράματα βάσης νικελίου

Διαφορετικά στοιχεία σε ένα κράμα μπορούν να αλλάξουν σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες, την αντίσταση στη διάβρωση και τη μικροδομή ενός μετάλλου. Ενώ το χρωμίου, το νικέλιο, το μολυβδαινικό και το σίδηρο μπορεί να είναι τα κύρια στοιχεία κράματος, άλλα στοιχεία όπως το βολφράμιο, ο άνθρακας, το αλουμίνιο, το τιτάνιο, ο χαλκός και το θείο μπορούν επίσης να έχουν σημαντικά αποτελέσματα. Η κατανόηση αυτών των στοιχείων και των θετικών και αρνητικών επιπτώσεών τους στα κράματα μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό των χρήσεων για ορισμένα κράματα.

Νικέλιο (Ni)
Βελτιώνει την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, την αντίσταση στην οξείδωση, τη νιτροποίηση, τον καρκινισμό και την αλογένωση. Παρέχει επίσης μεταλλουργική σταθερότητα. Οι προσθήκες αυτού του στοιχείου βελτιώνουν την αντίσταση του κράματος στη μείωση των οξέων και των αλκαλίνων, καθώς και στην αντίσταση στη διάσπαση της διάβρωσης του στρες.

Χρωμίου (CR)
Το κράμα με το χρωμίου βελτιώνει την αντίσταση του κράματος σε οξείδωση και σουλφιδίωση υψηλής θερμοκρασίας, καθώς και αντίσταση σε γενικά οξειδωτικά περιβάλλοντα. Αυτά τα οξειδωτικά μέσα περιλαμβάνουν νιτρικό οξύ και χρωμικό οξύ. Οι προσθήκες είναι συνήθως μεταξύ 15%και 30%, αλλά μπορούν να φθάσουν στο 50%.

Μολυβδαίνιο (ΜΟ)
Οι προσθήκες MO βελτιώνουν σημαντικά την αντίσταση του κράματος σε μη οξειδωτικά οξέα, όπως το υδροχλωρικό οξύ (HCl), το φωσφορικό οξύ (H3PO4) και το υδροφθορικό οξύ (HF). Το μολυβδαινικό έχει επίσης αποδειχθεί ότι βελτιώνει την αντίσταση του κράματος στο θειικό οξύ (H2SO4) σε συγκεντρώσεις κάτω από το 60%. Το μολυβδαινικό βελτιώνει την αντίσταση του κράματος στη διάβρωση και τη διάβρωση της σχισμής και προσδίδει δύναμη υψηλής θερμοκρασίας στο κράμα.

Σίδερο (Fe)
Αυτό το στοιχείο μειώνει το κόστος των κραμάτων, βελτιώνει την αντίσταση του κράματος σε καρκινισμό υψηλής θερμοκρασίας και ελέγχει τη θερμική επέκταση.

Βολφράμιο (w)
Αυτό το στοιχείο, όπως το MO, βελτιώνει την αντίσταση του κράματος στη μείωση των οξέων και της εντοπισμένης διάβρωσης και ενισχύει τη δύναμη και τη συγκολλητικότητα του κράματος.

Άνθρακας (γ)
Υποβαθμίζει την αντίσταση στη διάβρωση του κράματος, αλλά βελτιώνει τη δύναμή του σε αυξημένες θερμοκρασίες.

Αλουμίνιο (AL)
Η προσθήκη αλουμινίου προάγει το σχηματισμό μιας σφιχτά προσκολλημένης κλίμακας οξειδίου του αργιλίου σε αυξημένες θερμοκρασίες που αντιστέκονται στην οξείδωση, το καρκινικό και το χλωριούχο επίθεση. Σε συνδυασμό με το τιτάνιο, το αλουμίνιο προωθεί επίσης τη σκλήρυνση ηλικίας σε ορισμένα κράματα.

Τιτάνιο (Ti)
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το τιτάνιο προάγει τη σκλήρυνση της ηλικίας και, λόγω του σχηματισμού καρβιδίων χρωμίου μετά από θερμική επεξεργασία, συνδυάζεται επίσης με άνθρακα για τη μείωση της ευαισθησίας στη διαμεσολαβητική διάβρωση.

Χαλκός (Cu)
Βελτιώνει την αντίσταση στη μείωση των οξέων. Τα κράματα που περιέχουν 30% έως 40% χαλκός έχουν εξαιρετική αντίσταση σε όλες τις συγκεντρώσεις μη-αλεξίπτωτου υδροφθορικού οξέος (HF). Εάν ο χαλκός προστεθεί σε κράματα νικελίου-χρωμίου-μολυβδαίου-σιδήρου, μπορεί να βελτιωθεί η αντοχή του στο υδροχλωρικό οξύ, το φωσφορικό οξύ και ορισμένες συγκεντρώσεις θειικού οξέος.

Κοβάλτιο (CO)
Το κοβάλτιο προσδίδει μοναδικές ιδιότητες ενίσχυσης σε κράματα υψηλής θερμοκρασίας. Το κοβάλτιο βελτιώνει επίσης την αντίσταση των κραμάτων νικελίου σε καρμπουργία και σουλφιδίωση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το CO αυξάνει τη διαλυτότητα του C σε κράματα ΝΙ-βάσης και το σουλφίδιο του κοβαλτίου έχει υψηλότερο σημείο τήξης από το σουλφίδιο νικελίου.