Krom och molybden i nickel-baserade legeringar - Kunskap

1. Kärnmatriskomponenter

Båda typerna av legeringar tarnickel (Ni)som baselement, vilket står för den högsta andelen (vanligtvis över 50 %) för att säkerställa utmärkt korrosionsbeständighet, oxidationsbeständighet och hög-temperaturstabilitet. Det finns dock skillnader i matchningen av matrislegeringselement:

Lösnings-härdande nickel-baserade legeringar

Matrisen förstärks huvudsakligen avfasta lösningselement med hög löslighet i nickelsåsom krom (Cr), järn (Fe), molybden (Mo) och volfram (W). Dessa element är likformigt lösta i det nickel-baserade -centrerade kubiska (FCC) gittret för att bilda en enfas fast lösning. Innehållet i varje element kontrolleras inom området för fullständig fast löslighet, och inga andra-fasutfällningar kommer att genereras under värmebehandling eller service. Till exempel innehåller Alloy 600 cirka 72 % Ni, 15,5 % Cr och 8 % Fe, utan några kraftiga nederbördsbildande element.

Nederbörds-härdande nickel-baserade legeringar

På basis av nickel-krom-molybdenmatrisen, en viss mängdprecipitation-bildande grundämnen med låg löslighet i nickeltillkommer. Dessa grundämnen kan bilda stabila intermetalliska föreningar vid specifika temperaturer, som är kärnan i nederbördsförstärkningen. Matriselementen (Cr, Mo, W) spelar inte bara en solid lösningsförstärkande roll utan hjälper också till att stabilisera de utfällda faserna.

2. Viktiga funktionella legeringselement

Den väsentliga skillnaden i sammansättning ligger i tillsatsen av utfällnings-bildande element i utfällnings-härdande legeringar, som inte ingår eller endast ingår i spårmängder i lösnings-härdande legeringar:

Kategori	Nederbörds-härdande nickel-baserade legeringar	Lösnings-härdande nickel-baserade legeringar
Nederbörds-bildande element	Innehåller högt-innehållaluminium (Al), titan (Ti), och iblandniob (Nb)ochtantal (Ta). Den totala halten av Al och Ti är i allmänhet 1,5 %–6 %. Dessa element reagerar med nickel för att bilda ordnade intermetalliska föreningarNi3(Al,Ti)(kallad 'fas) ellerNi3Nb(kallad '' fas). Till exempel innehåller Inconel 718 cirka 0,5 % Al, 1,0 % Ti och 5,0 % Nb, med ''-fasen som den huvudsakliga förstärkningsfasen.	Nästan inget Al och Ti tillsätts, eller så är halten mindre än 0,5 %. Det finns inga element som kan bilda massiva förstärkande utfällda faser.
Solid lösning förstärkande element	Innehåller Cr (10%–20%), Mo (2%–10%), W (0%–5%) som hjälpförstärkningselement, vilka löses upp i matrisen för att förbättra matrisens hållfasthet samtidigt som korrosionsbeständigheten säkerställs.	Innehåller högt-innehåll Cr (15 %–30 %), Mo (5 %–15 %), W (0 %–10 %) som de främsta förstärkningselementen, som förlitar sig på gallerförvrängning orsakad av fast lösning för att förbättra styrkan.
Hjälpelement	Kan lägga till en liten mängdkol (C)att bilda karbidfaser (såsom TiC, NbC) för att förädla korn; tilläggabor (B)ochzirkonium (Zr)för att förbättra korngränsstyrkan.	Tillsätt en liten mängd C för att bilda M23C6-karbider för att stabilisera korngränserna; ingen B eller Zr läggs till i allmänhet, eftersom det inte finns något behov av att optimera bindningskraften för korngränser för hög-temperaturstyrka.

info-446-440 info-444-446

3. Logik för elementinnehållskontroll

Förutfällningshärdande-legeringar, måste innehållsförhållandet för Al/Ti och den totala mängden nederbördsbildande element- kontrolleras strikt. För högt innehåll kommer att leda till bildandet av spröda faser (såsom σ-fas, Laves-fas) och reducera legeringens seghet; otillräckligt innehåll kan inte bilda tillräckligt förstärkningsfaser, vilket resulterar i låg hållfasthet.

Förlösning-härdande legeringar, begränsas innehållet av fasta lösningselement huvudsakligen av löslighetsgränsen. Målet är att maximera den solida lösningens stärkande effekt på premissen att säkerställa att legeringen förblir en enfasstruktur vid alla driftstemperaturer, och undviker utfällning av spröda faser som orsakar prestandaförsämring.