Hợp kim niken nhiệt độ cao
Niken là yếu tố phổ biến thứ năm trên Trái đất, nhưng cho đến thế kỷ trước, việc sử dụng thương mại của nó bị hạn chế do khó khai thác và tinh chế. Sự phát triển của động cơ phản lực là một chất xúc tác quan trọng cho sự phát triển của các hợp kim dựa trên niken có khả năng duy trì cường độ cao ở nhiệt độ cao.
Niken có điểm nóng chảy là 1453 độ C, cao hơn nhiều so với kim loại như đồng (1084 độ C, C (C, C, thấp hơn nhiều so với kim loại như vonfram (3400 độ C, Celsius). Tuy nhiên, hiệu suất nhiệt độ cao không chỉ là về điểm nóng chảy của kim loại, nếu không thì sắt (1150 độ C trong) hoặc thép (1400 độ C) sẽ được sử dụng rộng rãi hơn. Một đặc tính khác của hợp kim niken và niken là khả năng tạo thành một lớp oxit thụ động dày và ổn định khi được làm nóng, bảo vệ chúng khỏi sự ăn mòn hơn nữa, cho phép chúng hoạt động ở nhiệt độ cao. Lớp oxit này có thể dày lên đến một vài micron, tùy thuộc vào nhiệt độ và môi trường mà kim loại tiếp xúc. Hợp kim niken cũng có khả năng chống cháy khí, đó là sự hiện diện của carbon ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như trong quá trình nứt khí trong các hoạt động chế biến hóa học hoặc tinh chế khác nhau.
Củng cố cơ chế
Tùy thuộc vào hợp kim cụ thể, cường độ nhiệt độ cao của nó được duy trì bằng cách tăng cường dung dịch rắn hoặc tăng cường kết tủa. Cơ chế tăng cường dung dịch rắn là việc bổ sung các nguyên tử của các nguyên tố hợp kim vào mạng tinh thể của niken. Sự nhiễu loạn của cấu trúc tinh thể làm cho biến dạng trở nên khó khăn hơn bằng cách làm chậm hoặc ngăn chặn sự di chuyển của "trật khớp". Các yếu tố như molybdenum được thêm vào Inconel 625 (Hợp kim 625, UNS N06625, 2.4856) để tăng cường độ.
Trong việc tăng cường kết tủa, một lượng nhỏ niobi, titan và nhôm được kết hợp với niken để tạo thành kết tủa intermetallic. Những kết tủa này được hình thành trong quá trình xử lý nhiệt cuối cùng, còn được gọi là lão hóa. Những kết tủa này cũng làm chậm sự chuyển động của trật khớp trong cấu trúc tinh thể, làm tăng sức mạnh và độ bền. Ở nhiệt độ cao hơn, cơ chế này cũng làm giảm khả năng leo, được sử dụng tốt trong các ứng dụng hàng không vũ trụ. Hợp kim niken sử dụng tăng cường lượng mưa bao gồm Inconel 718 (Hợp kim 718, UNS N07718, 2.4668), Inconel 725 (Hợp kim 725, UNS N07725) 2.4375).
Các hợp kim như Inconel 718 và Inconel 625 giữ lại hầu hết các tính chất cơ học của chúng ở nhiệt độ lên tới 650 độ C (1200 độ Fahrenheit), nhưng có thể được sử dụng có chọn lọc ở nhiệt độ gần 1000 độ C;
Bởi vì hợp kim niken dễ dàng với nhiều kim loại khác, nó có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn và các tính chất vật lý khác ngoài sức mạnh. Chromium và molybden thường được thêm vào để tăng cường chống ăn mòn và kháng oxy hóa, với molypden đặc biệt được xem xét để cải thiện khả năng chống rỗ. Đồng cũng được sử dụng trong hợp kim Incoloy 825 để tăng cường khả năng chống giảm các axit như axit sunfuric, photphoric và hydrochloric.
