Использование и применение никелевых сплавов

ТЕГИ: Сплавы на основе никеля | никель | сплав | марка |

Благодаря своей хорошей механической прочности, пластичности и высокой химической стабильности никель широко используется в производстве нержавеющей стали, гальванических покрытий, аккумуляторов, химической промышленности и других областях, в основном охватывающих различные отрасли промышленности: от гражданской до аэрокосмической, ракетной, подводной, ядерной и т. д. Он стал незаменимым металлом для развития современной авиационной промышленности, отечественной оборонной промышленности и модернизационной системы обеспечения высокого уровня материальной и культурной жизни человека.

01 Определение никеля

Чистый никель представляет собой серебристо-белый металл с высокой температурой плавления (1455 градусов), хорошими механическими свойствами и функциями обработки холодным и горячим давлением, а также коррозионной стойкостью. кислых растворов и органических растворителей, химически стойких в атмосфере, пресной и морской воде, но не устойчивых к коррозии окисляющими кислотами и высокотемпературными серосодержащими газами. Он обычно используется в качестве коррозионно-стойкой конструкции машин и химического оборудования, конструкционных деталей прецизионных приборов, деталей электронных ламп и радиоаппаратуры, инструментов и посуды для пищевой промышленности и т. д.

02 никелевый сплав

Никелевый сплав, также известный как сплав на основе никеля, представляет собой сплав, состоящий из никеля в качестве основы и с добавлением других элементов. Сплав монеля, содержащий около 30% меди, произведенный примерно в 1905 году, является более ранним никелевым сплавом. Никель обладает хорошими механическими, физическими и химическими свойствами. Добавление соответствующих элементов может улучшить его стойкость к окислению, коррозионную стойкость, жаропрочность и улучшить некоторые физические свойства. Он имеет широкий спектр применения в химической, электронной, медицинской, аэрокосмической и других отраслях. использовать.

03Классификация и характеристики никелевого сплава

Никелевые сплавы можно разделить на:

(1) Суперсплавы на основе никеля: основными легирующими элементами являются хром, вольфрам, молибден, кобальт, алюминий, титан, бор, цирконий и т. д. Среди них хром играет роль антиокислителя и антикоррозионного агента, а другие элементы играют роль упрочнения. Обладает высокой прочностью, стойкостью к окислению и газовой коррозии при высокой температуре 650-1000°С. Является наиболее широко применяемым и высокотемпературным сплавом среди жаропрочных сплавов. Он используется для изготовления лопаток авиационных двигателей и высокотемпературных компонентов ракетных двигателей, ядерных реакторов и оборудования для преобразования энергии.

(2) Коррозионно-стойкие сплавы на основе никеля: основными легирующими элементами являются медь, хром и молибден. Он имеет хорошие общие характеристики и устойчив к различным кислотам и коррозии под напряжением. Самым ранним применением является никель-медный сплав, также известный как сплав монеля; кроме того, существуют никель-хромовый сплав, никель-молибденовый сплав, никель-хром-молибденовый сплав и т. д. Используется при изготовлении различных коррозионностойких деталей.

(3) Износостойкий сплав на основе никеля: основными легирующими элементами являются хром, молибден и вольфрам, а также содержит небольшое количество ниобия, тантала и индия. В дополнение к его износостойкости, его стойкость к окислению, коррозионная стойкость и характеристики сварки также хороши. Его можно использовать для изготовления износостойких деталей, а также в качестве плакирующего материала, который можно наносить на поверхность других основных материалов с помощью процессов наплавки и напыления.

(4) прецизионные сплавы на основе никеля: в том числе магнитомягкие сплавы на основе никеля, прецизионные сплавы сопротивления на основе никеля и электротермические сплавы на основе никеля и т. д. Наиболее часто используемым магнитомягким сплавом является пермаллой, содержащий около 80% никеля, который имеет высокую максимальную и начальную проницаемость и низкую коэрцитивную силу и является важным материалом железного сердечника в электронной промышленности. Основными легирующими элементами прецизионных устойчивых сплавов на основе никеля являются хром, алюминий и медь, обладающие высоким удельным сопротивлением, низким температурным коэффициентом удельного сопротивления и хорошей коррозионной стойкостью, из них изготавливают резисторы. Электронагревательный сплав на основе никеля представляет собой никелевый сплав, содержащий 20 % хрома, обладающий хорошей стойкостью к окислению и коррозии, может длительно эксплуатироваться при температуре 1000-1100 °С.

(5) Сплав с памятью формы на основе никеля: никелевый сплав, содержащий титан. Температура восстановления составляет 70°C, а эффект памяти формы хороший. Небольшое изменение доли никель-титановых компонентов может изменить температуру восстановления в пределах 30-100°С. Он в основном используется в производстве саморасширяющихся конструкционных деталей, используемых в космических кораблях, самовозбуждающихся крепежных деталей, используемых в аэрокосмической промышленности, искусственных сердечных двигателей, используемых в биомедицине и т. д.

04Применение никелевого сплава в дизайне изделий

Бытовая техника, транспорт, кухня и ванная комната

05Процесс формовки

Обычные процессы литья металлов, процессы штамповки и т. д. являются распространенными методами обработки никелевых сплавов.

(1) Ковка: Ковка является наиболее распространенным процессом обработки металла, при котором металл нагревают и куют до тех пор, пока не будет получена желаемая форма. Подходит для штучного и мелкосерийного производства.

Технологический процесс: ковка в открытых и закрытых штампах: нагретый металлический блок забивается в форму через верхний и нижний штампы, используемые для удлинения металлической формы, и должен управляться вручную опытными операторами; штамповка в закрытых штампах: нагретый металлический блок (желтый часть) пропускается через верхний и нижний штампы Молотковая формовка для быстрого прототипирования металлов

(2) Штамповка: это метод обработки металла холодной обработкой, также известный как холодная штамповка или штамповка листового металла.Благодаря мощности штамповочного оборудования металлический лист формуется непосредственно в пресс-форме.Штамованные детали широко используются в автомобилях Производство деталей и производство бытовой техники. Подходит для массового производства.

Ход процесса: Закрепите металлический лист на столе пресс-формы → пуансон падает вертикально, формируя металлический лист под действием силы внутри формы → пуансон поднимается, и детали вынимаются, чтобы дождаться следующего процесса обрезки и полировки. занимает около 1с-1мин

(3) литье по выплавляемым моделям: это процесс точного литья с небольшой резкой или без нее, а точность размеров и качество поверхности производимых отливок выше, чем у других методов точного литья.

Поток процесса:

Шаг 1: Впрысните расплавленный жидкий воск в заранее подготовленную металлическую форму и сформируйте несколько частей воска после охлаждения и затвердевания.

Шаг 2: Воспользовавшись низкой температурой плавления воска, соедините отдельные части воска в структуру дерева.

Шаг 3: Замочите собранную структуру воскового дерева в керамической массе.

Шаг 4: Распылите высокотемпературные и огнеупорные частицы на керамическую поверхность.

Шаг 5: В высокотемпературной печи при 500°-1095° воск внутри расплавится и стечет, образуя полую структуру керамического дерева.

Шаг 6: Впрысните расплавленный жидкий металл (серая часть) и заполните полую полость керамики.

Шаг 7: После того, как жидкий металл в полости полностью остынет и затвердеет, разбейте твердую керамическую оболочку на внешней поверхности и, наконец, разрежьте и отделите отдельные металлические части от древовидной структуры.

06 Обнаружение никелевого сплава

Квалифицированные никелевые сплавы должны пройти следующие испытания:

Стойкость к окислению, испытание в солевом тумане, коэффициент теплового расширения, атмосферная коррозия, прочность на растяжение, усталостная прочность, прочность на сдвиг, ползучесть при растяжении, релаксация напряжения, анализ разрушения, металлографический анализ, испытание на изгиб и т. д.