Mikä erottaa nikkelipohjaiset seokset
Nikkeli on hopeanvalkoinen ferromagneettinen metalli, jonka tiheys on 8,9 g/cm3 ja sulamispiste noin 1 455 C. Se on metalliseosperheen perusta, joka valitaan, kun hiiliteräs ja ruostumaton teräs eivät kestä vahvojen alkalien, kohonneen lämpötilan ja aggressiivisten halogenidiympäristöjen yhdistelmää. Nikkeli muodostaa myös monien magneettisten materiaalien selkärangan ja on tärkeä seosaine ruostumattomissa teräksissä, niukkaseosteisissa rakenneteräksissä ja pehmeissä magneettiseoksissa.
Seostamatonta nikkeliä käytetään nikkeli-kadmium- ja nikkelimetallihydridiakkuelektrodien ja nikkeliverkon valmistukseen, ja galvanointi- ja katalyyttiteollisuus kuluttaa sitä suuria määriä. Kaupalliset nikkelilevyt, levyt, tangot ja putket toimitetaan eritelmien mukaan, mukaan lukien ASTM B162 levyille, levyille ja nauhoille, ASTM B160 tankoille ja tankoille ja ASTM B161 saumattomille putkille.
Korroosio- ja hapettumiskäyttäytyminen
Nikkeli vastustaa hapettumista, koska pinnalle ilmassa muodostuu ohut nikkelioksidikalvo, joka rajoittaa jatkoreaktiota. Käytännössä kaupalliset puhtausasteet kestävät kemiallista altistumista vuosikymmeniä, ja julkaistut tiedot erittäin puhtaasta nikkelistä osoittavat erittäin alhaista yleistä korroosionopeutta voimakkaasti emäksisessä käytössä. 50 prosentissa kiehuvassa kaustisessa soodassa raportoidut seostamattoman nikkelin korroosionopeudet pysyvät kymmenissä mikrometreissä vuodessa, minkä vuoksi emäksiset haihduttimet, varastosäiliöt ja siirtolinjat rakennetaan usein nikkelistä teräksen sijaan.
Nikkeli sietää myös pelkistäviä happoja ja halogeenipitoisia virtoja paremmin kuin monet vaihtoehdot, vaikka se ei sovellu voimakkaasti hapettavaan happohuoltoon. Vähähiilinen UNS N02201 rajoittaa hiilen noin 0,02 prosenttiin, jotta sitä voidaan käyttää yli 315 C:ssa ilman grafitointia, kun taas standardilaatu UNS N02200 valitaan alemmissa lämpötiloissa, joissa suurempi lujuus on hyödyllinen.
Sovellusten yleiskatsaus
| Teollisuus | Tyypillinen tehtävä | Valinnan syy |
|---|---|---|
| Alkalin ja kloorialkalin tuotanto | Syövyttävät haihduttimet, reaktorin sisäosat, putket | Erittäin alhainen korroosionopeus kuumassa tiivistetyssä kaustisessa soodassa |
| Orgaanisen kloridin synteesi | Reaktorit, lämmönvaihtimet, venttiilit | Kestää halogeenia ja suolaa sisältäviä virtoja |
| Elintarvikkeiden jalostus | Alukset, siirtolinjat, käsittelylaitteet | Puhdista korroosionkestävä pinta ilman tuotteen kontaminaatiota |
| Elektroniikka ja instrumentointi | Elektrodit, akun osat, näytöt | Magneettinen ja sähköinen käyttäytyminen yhdistettynä muotoiltavuuteen |
| Vedenkäsittely | Syövyttävät annostelu- ja emäksiset huoltolaitteet | Mittojen stabiilisuus voimakkaasti alkalisissa väliaineissa |
Mekaaniset ja valmistusominaisuudet
Nikkelissä yhdistyy hyvä lujuus ja korkea sitkeys, ja sitä voidaan kylmämuovata, syvävetää ja hitsata tavanomaisilla prosesseilla. Sen pintakeskeinen kuutiorakenne säilyttää sitkeyden alhaisissa lämpötiloissa, joten metalli ei osoita terävää sitkeyttä hauraaseen siirtymään. Pehmeitä magneettisia nikkeliseoksia, jotka magnetoituvat helposti ulkoisen kentän vaikutuksesta ja menettävät suurimman osan magneettisesta induktiosta kentän poistamisen jälkeen, käytetään muuntajissa, antureissa ja magneettisuojauksessa.
Suuria määriä nikkeliä menee austeniittisiin ruostumattomiin teräksiin, joissa se stabiloi austeniittifaasia, parantaa sitkeyttä ja edistää korroosionkestävyyttä. Nikkelilejeerinkirakenneteräkset käyttävät elementtiä karkaistuvuuden ja matalan lämpötilan sitkeyden parantamiseen, ja nikkeli on myös vakiolisäys lämmönkestäviin metalliseoksiin, joiden on säilytettävä lujuus korkeissa lämpötiloissa.
Arvosanan valinta ja palvelurajoitukset
UNS N02200, standardi nikkelilaatu, alkaliseen ja neutraaliin huoltoon kohtuullisessa lämpötilassa.
UNS N02201, vähähiilinen laatu, korkean lämpötilan käyttöön yli 315 C, jossa grafitoitumista on vältettävä.
Nikkelipohjaiset korroosionkestävät seokset väliaineiden ja halogeenilaakeriympäristöjen vähentämiseen.
Nikkelipohjaiset lämmönkestävät seokset korkeaan lämpötilaan ja hapettumisenkestävyyteen.
Nikkeliseosjauheet ja -anodit akkujen, galvanoinnin ja katalyyttien tuotantoon.
Usein kysytyt kysymykset
K: Mikä on nikkelin tiheys ja sulamispiste?
Nikkelin tiheys on noin 8,9 g/cm3 ja se sulaa noin 1 455 C:ssa, minkä vuoksi se on ryhmitelty korkeamman sulamispisteen teknisten metallien joukkoon.
K: Mitä nikkelilaatua käytetään yli 315 C:ssa?
Matalahiilinen laatuluokka UNS N02201, jonka suurin hiilipitoisuus on lähellä 0,02 prosenttia, on määritelty korkean lämpötilan käyttöön, jotta vältetään raerajojen grafitoituminen.
K: Miksi nikkeli valitaan ruostumattoman teräksen sijasta kaustiseen huoltoon?
Ruostumattomat teräkset voivat kärsiä syövyttävistä jännityskorroosiohalkeiluista kuumassa väkevässä kaustisessa soodassa, kun taas seostamattomalla nikkelillä on erittäin alhainen korroosionopeus samassa ympäristössä.
K: Onko nikkeli magneettista?
Kyllä. Nikkeli on ferromagneettista ja menettää tämän käyttäytymisen Curie-lämpötilansa yläpuolella, joka on selvästi sulamispisteen alapuolella, joten magneettivaste riippuu käyttölämpötilasta.
K: Miten kaupallinen nikkeli toimitetaan?
Levyt, levyt ja nauhat tilataan ASTM B162:lle, tangot ja tangot ASTM B160:lle ja saumattomat putket ASTM B161:lle UNS N02200 tai N02201 luokissa.
K: Mihin suurin osa nikkelin tuotannosta menee?
Suurin osa kulutetaan seosaineena ruostumattomissa ja seosteräksissä, jota seuraa pinnoitus, akut, katalyytit ja korroosionkestävät kemiantehtaiden laitteet.
