Nikel qotishmalari ularning tarkibi, xususiyatlari va arizalar asosida toifiladi. Asosiy turlarga quyidagilar kiradi:
Nikel-temir qotishmalari: Ikkilamchi element sifatida 30-70% nikelni, ko'pincha xrom, molibden yoki mis kabi qo'shimchalar mavjud. Misollar inshar (NI 36% Xi, 36% Fe, PERALALY (NI 3, 22% FE, 22% Xi, 22% FE, 22% FE,) magnit dasturlarda qo'llaniladi.
Nikel-mis qotishmalari: Odatda 60-70% nikel va 20-30% mis, temir yoki marganets kabi kichik elementlar bilan tashkil etilgan. Monel 400 (Ni, 30% kub) dengiz va kimyoviy muhitda korroziya qarshiligi uchun eng yaxshi misol keltirilgan.
Nikel-xrom qotishmalari: Oksidlanishga chidamliligi uchun katta xrom (10-30%) xususiyatlari, nikel bilan bazada. 600 (Ni, 16%, 16% CR, 8% Fe) yuqori haroratli parametrlar va issiqlik almashinuvchilarida keng qo'llaniladi.
Nikel-molybdy qotishmalari: Kislotalarga (masalan, xlorid kislotasi) korroziyani (masalan, gidroklonisik kislota) aralashtirish uchun molibden (15-30%). Xasteloy B-2 (62% Ni, 28%) kimyoviy ishlov berishda ishlatiladigan asosiy namunadir.
Nikel-xrom-molybduls qotishmalari: Muvozlangan oksidlanish va korroziya qarshiligi uchun xrom va molibdenni birlashtiring. Xastelloy C-276 (57% Ni, 16% CR, 16% gacha, xloridga boy echimlarga o'xshash ekstures.
Nikel-titan qotishmalari (Shapok-xotira qotishmalari): Nitinol (Nitinol) tibbiy asboblar va aerokosmik tarkibiy qismlarda ishlatiladigan shakli xotira effektlari va superallastiklikni namoyish etadi.
Nikel superalloys: Nikelli yuqori samarali qotishmalar (30-70%) sifatida xrom, kobalt, alyuminiy, ekstremal yuqori haroratli kuch uchun kobalt, kobalt, alyuminiy va titan kabi elementlar tomonidan kuchaytiriladi. Misollar, indekssiz 718 va CMSX-4 kabi bitta-billur qotishmalar mavjud.
Nikel Superallsning magnit xususiyatlari ularning tarkibiga, xususan, nikel tarkibiga va ba'zi elementlarga bog'liq.
Nikelning o'zi ferromagnitdir(magnitlarni jalb qilish) Xona haroratida. Biroq, ko'plab nikel superalloylarimagnit yoki zaif magnit bo'lmaganShergnitik buyurtmani buzadigan qo'shimchalar tufayli.
Masalan:
Nomrom, Niobium va molibden bilan bir qatorda ~ 52% ni o'z ichiga olgan 718.
Alloys with higher nickel content (e.g., >80%) zaif fermagizmni saqlab qolishi mumkin, ammo bu erda xrom va boshqa elementlar ko'pincha magnit xatti-harakatlarini bostiradilar.
Buning asosiy sababi shundaki, xrom, molibden va kobalt kabi elementlar Xonogramga magnit bo'lmagan nikohni magnitsiz holga keltiradi. Ushbu mulk aerokosmok va elektr dasturlarida foydali va magnit shovqinlar kamaytirilishi kerak.
Karbidlar oqarbaqasiz metallar bilan uglerod reaktsiyasi tomonidan hosil bo'lgan nikel Superalloglarda muhim cho'kindi. Ular yuqori haroratli, krep-qarshni, donning barqarorligini oshiradi. Umumiy karbinlar quyidagilardan iborat:
MC Carbidlar: Kubik karbinlar "M" Titaniya (TIC), TIBLUM (TIC), Niobium (NBC), Niobium (XFC) kabi metallarni ifodalaydi. Qattiqlash paytida ushbu shakl ko'pincha diskret zarralar sifatida topiladi, matritsani mustahkamlash va don o'sishini inhibe qilish.
M₂₃C₆ Karbidlar: Murakkab karbinlar (masalan, CR₂₃K₆, (CR, MO) ₂₃C₆). Ular g'alla chegarasi kuchini yaxshilaydi, yuqori haroratli stress ostida intergranavlar yorilishini kamaytiradi. XROMIIM ba'zi holatlarda molibden yoki volfsten bilan birlamchi metalldir.
M ậk karbidlari: Olti burchak yoki kubik karbidlar (masalan, (Mo, W, Ni) ₆C) oraliq haroratda hosil bo'ladi. Ular ko'pincha molibden yoki volframga boy bo'lgan qotishmalarda (masalan, Xasteloy x) va qarshisning dislokatsiyalar orqali qarshilikka yordam berish.
M₇C₃ Karbidlar: Ba'zi qotishmalarda kamroq keng tarqalgan, ammo ba'zi qotishmalar (masalan, CRBC₃) issiqlik bilan ishlash paytida hosil bo'lishi mumkin va undan yuqori haroratda mburga aylanishi mumkin.
Karbinlarning taqsimlanishi va turi yuqori haroratli xizmat uchun maqbul mexanik xususiyatlarni ta'minlash, issiqlik bilan ishlash orqali boshqariladi.
Nikelda joylashgan superalllar mis yoki alyuminiy, issiqlik ushlab turish va tarkibiy yaxlitlikdagi tarkibiy yaxlitlikni muvozanatlashtiradigan mulkka nisbatan past kam issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.
Oddiy qiymatlar: Issiqlik o'tkazuvchanligi pasayadi10 dan 25 w / (m isi)Xona haroratida, yuqori haroratda biroz pasayadi. Masalan:
718: ~ 11 w / k) 20 daraja, ~ 16 W / k) 800 daraja.
CMSX-4 (Yagona billur superalloy): ~ 12 W / k) 20 daraja, ~ 18 soat (m) 1000 daraja.
Xasteloy X: ~ 14 W / K) 20 daraja, ~ 20 W / k) 800 darajaga qadar.
O'tkazuvchanlik qobiliyatiga ta'sir qiluvchi omillar: Elementlarni (masalan, molibden va vungstenni kamaytirish, mikrosikaga oid fononlar (masalan, issiqlik transporti pasayishi, issiqlik transportini kamaytirish, issiqlik transporti keskinlashadi).
Muhandislik ahamiyati: Kam termal o'tkazuvchanlik issiq gaz turbinalarining issiq qismlarida issiqlikni saqlashga, issiqlik gradenjini kamaytiradi va samaradorlikni oshirishga yordam beradi. Shuningdek, u issiqlik tarkibiy qismlariga issiqlik uzatishni minimallashtiradi, ularni haddan tashqari qizib ketishdan himoya qiladi.
Nikelda joylashgan superalllar Aerososoksga haddan tashqari harorat, mexanik stress va korroziyani bartaraf etish qobiliyatlari tufayli juda muhimdir. Asosiy qotishmalar va ularning arizalari quyidagilardan iborat:
718:
Kompozitsiya: ~ 52% Ni, 19% CR, 18,5% Fe, 5% NB, 3%, 1%, 0,6%.
Arizalar: Turbinalik disklar, pichoqlar va reaktiv dvigatellardagi (masalan, past bosim ko'tarinlar) va raketa dvigatellari. Uning ajoyib vinobligi va 650-700 darajasida yuqori kuch uni tarkibiy qismlar uchun ko'p qirrali qiladi.
625:
Kompozitsiya: ~ 61% Ni, RI, 9% CR, 9% MO, 3,6% I, 2,5% Fe.
Arizalar: Yonish kameralari, chiqindi tizimlari va yo'llanma. Uning eng yuqori oksidlanishga qarshilik (1,093 darajagacha) va korroziya qarshiligi qattiq dvigatel muhiti.
Ispaloy:
Kompozitsiya: ~ 58% Ni, 19% CR, 13% CO, 4,3%, 3% TI, 1,4%.
Arizalar: Harbiy va tijorat jet dvigatellarida yuqori bosimli turbinalar va pichoqlar. U 760-815 darajasida ajoyib krep-qarshilikni taklif qiladi.
Yagona billur superalloylar (masalan, Cmsx-4, pwa 1484):
Kompozitsiya: ~ 60-65% ni, 10-10% CO, 5-10% va TI, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, 5-10% w.
Arizalar: Yuqori bosimli turbinalar turbinalaridagi yuqori bosimli pichoqlar (masalan, Boeing 787, Airbus A350). Ularning bitta kristalli tuzilishi g'alla chegaralarini yo'q qiladi, krepostni keskin kamaytirish va elektr energiyasini 1000-1,100 darajaga oshiradi.
Haysulik 282:
Kompozitsiya: ~ 57% Ni, 20% CR, 10% CO, 8,5% Mo, 2,1% TI, 1,5%.
Arizalar: Keyingi avlod dvigatellaridagi turbinali disklar va kataklar. Bu katta qotishmalarga nisbatan yaxshilangan to'qimachilik bilan yuqori haroratli mustahkamlikni birlashtiradi.
Ushbu qotishmalar aerokosmik dvigatellarni yuqori haroratda ishlash, yoqilg'i samaradorligini oshirish va uzoq muddatli ishonchlilikni ta'minlaydi.
