Effekter av legeringselement i nickelbaslegeringar
Olika element i en legering kan avsevärt ändra de mekaniska egenskaperna, korrosionsbeständigheten och mikrostrukturen av en metall. Medan krom, nickel, molybden och järn kan vara de primära legeringselementen, kan andra element som volfram, kol, aluminium, titan, koppar och svavel också ha betydande effekter. Att förstå dessa element och deras positiva och negativa effekter på legeringar kan hjälpa till att bestämma användningen för vissa legeringar.
Nickel (ni)
Förbättrar hög temperaturstyrka, resistens mot oxidation, nitrering, förgasning och halogenering. Det ger också metallurgisk stabilitet. Tillsatser av detta element förbättrar legeringens resistens mot att minska syror och alkaliner, samt resistens mot stresskorrosionsprickor.
Krom (CR)
Legering med krom förbättrar legeringens resistens mot hög temperaturoxidation och sulfidering, samt resistens mot allmänna oxidationsmiljöer. Sådana oxiderande medier inkluderar salpetersyra och kromsyra. Tillsatserna är vanligtvis mellan 15%och 30%, men kan vara så höga som 50%.
Molybden (MO)
MO-tillsatser förbättrar signifikant legeringens resistens mot icke-oxiderande syror, såsom saltsyra (HCl), fosforsyra (H3PO4) och hydrofluorinsyra (HF). Molybden har också visat sig förbättra legeringens motstånd mot svavelsyra (H2SO4) vid koncentrationer under 60%. Molybden förbättrar legeringens motstånd mot pitting och sprickkorrosion och ger hög temperaturstyrka till legeringen.
Järn (Fe)
Detta element minskar legeringskostnaden, förbättrar legeringens motstånd mot högtemperaturförgasning och kontrollerar värmeväxlingen.
Volfram (W)
Detta element, liksom Mo, förbättrar legeringens motstånd mot att minska syror och lokaliserad korrosion och förbättrar legeringens styrka och svetsbarhet.
Kol (c)
Försämrar legeringens korrosionsbeständighet, men förbättrar dess styrka vid förhöjda temperaturer.
Aluminium (Al)
Tillsatsen av aluminium främjar bildningen av en tätt vidhäftande aluminiumoxidskala vid förhöjda temperaturer som motstår oxidation, förgasning och kloridattack. I kombination med titan främjar aluminium också åldershärdning i vissa legeringar.
Titan (TI)
Som nämnts ovan främjar titan åldershärdning, och på grund av bildandet av kromkarbider efter värmebehandling kombineras den också med kol för att minska känsligheten för intergranulär korrosion.
Koppar (CU)
Förbättrar resistensen mot att minska syrorna. Legeringar som innehåller 30% till 40% koppar har utmärkt resistens mot alla koncentrationer av icke-aererad hydrofluorinsyra (HF). Om koppar tillsätts till nickel-krom-molybden-järnlegeringar, kan dess resistens mot saltsyra, fosforsyra och vissa koncentrationer av svavelsyra förbättras.
Kobolt (co)
Kobolt ger unika förstärkningsegenskaper till hög temperaturlegeringar. Kobolt förbättrar också nickellegeringarnas motstånd mot förgasning och sulfidering. Detta beror på att CO ökar lösligheten för C i Ni-baslegeringar och koboltsulfid har en högre smältpunkt än nickelsulfid.
