Κράματα νικελίουκαιανοξείδωτο ατσάλιείναι και τα δύο ευρέως χρησιμοποιούμενα μεταλλικά υλικά-ανθεκτικά στη διάβρωση, υψηλής- αντοχής σε βιομηχανικές εφαρμογές. Κατά την επιλογή βιομηχανικών υλικών, οι μηχανικοί και οι ομάδες προμηθειών αντιμετωπίζουν συχνά ένα κρίσιμο ερώτημα: πρέπει να επιλέγουμε κράματα νικελίου ή ανοξείδωτο χάλυβα; Ωστόσο, τα δύο διαφέρουν σημαντικά ως προς τη σύνθεση, τις βασικές ιδιότητες και τα εφαρμόσιμα σενάρια. Αυτό το άρθρο θα αναφέρει λεπτομερώς τις διαφορές μεταξύ κραμάτων νικελίου και ανοξείδωτου χάλυβα από πέντε πτυχές: θερμοκρασία λειτουργίας, χημική σύνθεση, αντοχή στη διάβρωση, εφαρμογές και τιμή.
Διαφορές στη χημική σύνθεση
Πρώτον, από την άποψη της χημικής σύνθεσης, ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι κυρίως ένα σιδηροκράμα. Το Monel, το σιδηροχρωμίου-νικέλιο και το Hastelloy είναι κράματα νικελίου.
Το κύριο συστατικό του ανοξείδωτου χάλυβα είναι ο σίδηρος, με περιεκτικότητα σε σίδηρο που υπερβαίνει το 65%, και ορισμένοι φερριτικοί και μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες ξεπερνούν ακόμη και το 80%. Αντίθετα, τα κράματα νικελίου έχουν συνήθως περιεκτικότητα σε σίδηρο κάτω από 50%. Ορισμένα κράματα νικελίου, όπως το Hastelloy C-2000, έχουν περιεκτικότητα σε σίδηρο ακόμη και κάτω από 3%.
Όσον αφορά την περιεκτικότητα σε νικέλιο, τα κράματα νικελίου συχνά έχουν περιεκτικότητα σε νικέλιο μεγαλύτερη από 30%, μερικά ακόμη και άνω του 70%. Ο ανοξείδωτος χάλυβας, από την άλλη πλευρά, έχει περιεκτικότητα σε νικέλιο μικρότερη από 30%, και ορισμένοι φερριτικοί και μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες δεν περιέχουν καθόλου νικέλιο.
Και τα δύο κράματα ανοξείδωτου χάλυβα και νικελίου περιέχουν περίπου 20% χρώμιο. Το χρώμιο είναι ένας πολύ αποτελεσματικός αναστολέας της διάβρωσης και είναι η κύρια πηγή της αντοχής στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα και των κραμάτων νικελίου.
Διαφορά στη θερμοκρασία λειτουργίας
Η θερμοκρασία λειτουργίας είναι η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ ανοξείδωτου χάλυβα και κραμάτων νικελίου. Γενικά, ο ανοξείδωτος χάλυβας χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές θερμοκρασίας δωματίου, ενώ τα κράματα νικελίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε περιβάλλοντα υψηλής{{1} θερμοκρασίας. Ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες που καθορίζουν αυτό το χαρακτηριστικό είναι η περιεκτικότητα σε νικέλιο. Επειδή ο σίδηρος δεν μπορεί να διατηρήσει μια σταθερή δομή σε υψηλές θερμοκρασίες, είναι δύσκολο να διασφαλιστεί η απόδοση σε υψηλές{4} θερμοκρασίες του ανοξείδωτου χάλυβα, ο οποίος αποτελείται κυρίως από σίδηρο.
Το νικέλιο, από την άλλη πλευρά, διατηρεί τέλεια την ωστενιτική δομή του κράματος σε υψηλές θερμοκρασίες. μόνο τα κράματα με βάση το νικέλιο-έχουν καλή απόδοση σε υψηλές θερμοκρασίες. Αν και το νικέλιο υπάρχει επίσης σε ορισμένους ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες, η περιεκτικότητά τους σε νικέλιο παραμένει πολύ χαμηλή.
Επί πλέον,Κράματα Monelχρησιμοποιούνται συχνά σε θερμοκρασία δωματίου επειδή η αντίσταση στη διάβρωση του χαλκού μειώνεται σε υψηλές θερμοκρασίες.
Διαφορά στην αντοχή στη διάβρωση
Το νικέλιο, το χρώμιο και το μολυβδαίνιο είναι τα κύρια στοιχεία που καθορίζουν την αντοχή στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα και των κραμάτων νικελίου.
Το νικέλιο και το μολυβδαίνιο είναι οι πραγματικές διαφορές μεταξύ των κραμάτων νικελίου και του ανοξείδωτου χάλυβα. Το ίδιο το νικέλιο είναι ένα εξαιρετικά ανθεκτικό στη διάβρωση-στοιχείο. Σε αντίθεση με το σίδηρο, που διαβρώνεται εύκολα στον αέρα, τα κράματα νικελίου έχουν φυσικά καλύτερη βάση για αντοχή στη διάβρωση από τον ανοξείδωτο χάλυβα.
Το χρώμιο σχηματίζει ένα φιλμ οξειδίου στη μεταλλική επιφάνεια όταν έρχεται σε επαφή με το οξυγόνο. Αυτό το φιλμ οξειδίου αποτρέπει αποτελεσματικά την περαιτέρω οξείδωση του κράματος. Η διαφορά στην περιεκτικότητα σε χρώμιο μεταξύ κραμάτων νικελίου και ανοξείδωτου χάλυβα δεν είναι σημαντική. και τα δύο παρουσιάζουν εξαιρετική αντοχή στην οξείδωση.
Το μολυβδαίνιο είναι ένα μεταλλικό στοιχείο με καλή αντοχή στη μείωση της διάβρωσης. Σε σύγκριση με τον ανοξείδωτο χάλυβα, τα κράματα νικελίου έχουν συχνά υψηλότερη περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο. Ένα τυπικό κράμα με υψηλή περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο είναι το Hastelloy B-3, το οποίο έχει περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο έως και 30%. Συνοπτικά, τα κράματα νικελίου είναι ανώτερα από τον ανοξείδωτο χάλυβα όσον αφορά τη συνολική αντοχή στη διάβρωση.
Διαφορές στους τομείς εφαρμογής
Τα κράματα νικελίου και ο ανοξείδωτος χάλυβας έχουν πολλές επικαλυπτόμενες εφαρμογές επειδή είναι και τα δύο ανθεκτικά στη διάβρωση-κράματα. Ωστόσο, υπάρχουν τρεις βασικές διαφορές στις εφαρμογές τους:
1. Ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι κατάλληλος για εφαρμογές σε υψηλές-θερμοκρασίες, ενώ οι περισσότερες εφαρμογές σε
2. Ο ανοξείδωτος χάλυβας έχει ευρείες εφαρμογές σε πολιτικούς τομείς, όπως επιτραπέζια σκεύη, ιατρικές προμήθειες και κατασκευές. Τα κράματα νικελίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε βιομηχανικές και στρατιωτικές εφαρμογές.
3. Η αντοχή στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα περιορίζεται σε οξειδωτικά περιβάλλοντα. Εάν το διαβρωτικό περιβάλλον γίνει εξειδικευμένο και περίπλοκο, οι περισσότεροι ανοξείδωτοι χάλυβες δεν μπορούν να αντισταθούν σε τέτοια διάβρωση.
Διαφορά στο κόστος
Πρώτον, τα κράματα νικελίου είναι σημαντικά πιο ακριβά από τον ανοξείδωτο χάλυβα λόγω της σημαντικής διαφοράς τιμής μεταξύ νικελίου και σιδήρου.
Δεύτερον, τα κράματα νικελίου έχουν συνήθως υψηλότερη περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο και το μολυβδαίνιο είναι αρκετές φορές πιο ακριβό από το νικέλιο. Υπό κανονικές συνθήκες, τα κράματα νικελίου είναι ισχυρότερα από τον ανοξείδωτο χάλυβα, γεγονός που αυξάνει τη δυσκολία κατεργασίας τους. Αυτή η αυξημένη δυσκολία κατεργασίας είναι ένας άλλος σημαντικός παράγοντας που συμβάλλει στην υψηλότερη τιμή τους.
Τέλος, η πιο σύνθετη σύνθεση των κραμάτων νικελίου, ο αυστηρότερος έλεγχος των ιχνοστοιχείων και οι υψηλότερες απαιτήσεις σε πρώτες ύλες αυξάνουν έμμεσα την τιμή τους.
σύναψη
Τόσο ο ανοξείδωτος χάλυβας όσο και τα κράματα νικελίου είναι υλικά ανθεκτικά στη διάβρωση-. Στις περισσότερες περιπτώσεις,κράματα νικελίουυπερέχει από τον ανοξείδωτο χάλυβα. Μια βασική διαφορά έγκειται στο περιβάλλον λειτουργίας τους: ο ανοξείδωτος χάλυβας χρησιμοποιείται συνήθως σε θερμοκρασία δωματίου, ενώ τα κράματα νικελίου χρησιμοποιούνται συχνά σε υψηλές θερμοκρασίες. Φυσικά, η ανώτερη απόδοση των κραμάτων νικελίου έχει υψηλότερη τιμή. Οι πελάτες μπορούν να επιλέξουν το πιο κατάλληλο υλικό με βάση τον προϋπολογισμό και τις ανάγκες τους.