องค์ประกอบทางเคมีระหว่างเกรด Monel, Inconel, Incoloy และ Hastelloy แตกต่างกันอย่างไร
บทบาทขององค์ประกอบต่าง ๆ ในโลหะผสมนิกเกิล
โลหะผสมนิกเกิลเป็นโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายและแข็งแกร่งที่สุด นิกเกิลในโลหะผสมนิกเกิลเป็นองค์ประกอบที่ทำให้เสถียรออสเทนไนต์ ซึ่งช่วยให้โลหะผสมนิกเกิลสามารถรักษาโครงสร้าง FCC ได้ จึงช่วยละลายองค์ประกอบโลหะผสมอื่นๆ ได้มากขึ้น ในขณะที่ยังคงรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างที่ดีและความเป็นพลาสติกของวัสดุ
Cr, Mo และ Al มีบทบาทเป็นสารต้านอนุมูลอิสระและป้องกันการกัดกร่อน และมีผลในการเสริมแรงบางอย่าง โหมดการทำงานขององค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งของโลหะผสมนิกเกิลสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทดังต่อไปนี้:
Ⅰ. องค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายที่เป็นของแข็ง
เนื่องจากรัศมีอะตอมที่แตกต่างกันของอะตอมพื้นฐาน องค์ประกอบเสริมความแข็งแรงของสารละลายของแข็ง (เช่น W, Mo, Co, Cr, V ฯลฯ) สามารถสร้างสายพันธุ์ขัดแตะเฉพาะที่ในโครงสร้าง Ni-Fe เพื่อให้บรรลุผลของการเสริมความแข็งแกร่งให้กับวัสดุ
Ⅱ. องค์ประกอบเสริมการตกตะกอน
องค์ประกอบเสริมการตกตะกอน เช่น Al, Ti, Nb, Ta ฯลฯ สามารถสร้างสารประกอบระหว่างโลหะประเภท A3B ที่เป็นระเบียบโดยรวมได้ เช่น Ni3 (Al, Ti) และระยะเสริมความแข็งแกร่งอื่น ๆ ( ') เพื่อให้โลหะผสมสามารถเสริมความแข็งแกร่งได้อย่างมีประสิทธิภาพและ ได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าธาตุเหล็ก ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงที่สูงขึ้นของโลหะผสมฐานและโลหะผสมที่มีโคบอลต์
3. องค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งของขอบเขตเกรน
องค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งของขอบเขตเกรน เช่น B, Zr, Mg, ธาตุหายาก ฯลฯ สามารถปรับปรุงสมรรถนะที่อุณหภูมิสูงของโลหะผสมได้
ความแตกต่างระหว่างเกรด Monel, Inconel, Incoloy และ Hastelloy
โดยทั่วไปแล้ว เกรดของโลหะผสมนิกเกิลจะถูกตั้งชื่อโดยผู้ผลิตที่พัฒนาเกรดเหล่านั้น ตัวอย่างเช่น:
โลหะผสม Ni-Cu เรียกอีกอย่างว่าโลหะผสม Monel เช่น Monel 400 และ Monel K-500
โลหะผสม Ni-Cr โดยทั่วไปเรียกว่าโลหะผสม Inconel เช่น Inconel 600 และ Inconel 625 ซึ่งเป็นโลหะผสมนิกเกิลทนความร้อนทั่วไป ส่วนใหญ่จะใช้ภายใต้สภาวะของตัวกลางออกซิไดซ์
หากเติมเหล็กลงในโลหะผสม Inconel แทนนิกเกิล ก็จะกลายเป็นโลหะผสม Incoloy เช่น Incoloy 800, Incoloy 825 เป็นต้น ซึ่งไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้เท่ากับโลหะผสมนิกเกิลที่ชุบแข็งด้วยการตกตะกอน แต่มีราคาถูกกว่า สามารถนำมาใช้ในส่วนประกอบแช่แข็งของเครื่องยนต์ไอพ่นและเครื่องปฏิกรณ์ในโรงงานปิโตรเคมี
หากเพิ่มองค์ประกอบเสริมการตกตะกอน (Ti, Al, Nb ฯลฯ) ลงใน Inconel และ Incoloy ก็จะกลายเป็นโลหะผสมนิกเกิลที่ทำให้เกิดการตกตะกอน เช่น Inconel 718 และ Incoloy A-286 ซึ่งยังคงรักษาความแข็งแรงเชิงกลและการกัดกร่อนที่ดีได้ ความต้านทานที่อุณหภูมิสูง ส่วนใหญ่จะใช้ในส่วนประกอบของเครื่องยนต์ไอพ่น
โลหะผสม Ni-Cr-Mo(-W)(-Cu) เรียกว่า Hastelloy ซึ่ง Ni-Cr-Mo ส่วนใหญ่จะถูกนำมาใช้เพื่อลดการกัดกร่อนของตัวกลาง เกรดที่เป็นตัวแทนของ Hastelloy ได้แก่ Hastelloy C-276, C-2000 เป็นต้น
