Perché le leghe a base di nichel?
Leghe a base di nichel
Le leghe a base di nichel sono anche chiamate superleghe a base di nichel per la loro eccezionale resistenza, resistenza al calore e resistenza alla corrosione. La struttura cristallina centrata sulla faccia è una caratteristica distintiva delle leghe a base di ni poiché il nichel funge da stabilizzatore per l'austenite.
Elementi chimici aggiuntivi comuni alle leghe a base di nichel sono cromo, cobalto, molibdeno, ferro e tungsteno.
Leghe a base di nichel Inconel® e Hastelloy®
Due delle famiglie di leghe a base di nichel più affermate sono Inconel® e Hastelloy®. Altri produttori importanti sono Waspaloy®, Allvac® e General Electric®.
Le leghe a base di nichel Inconel® più comuni sono:
• Inconel® 600, 2.4816 (72% Ni, 14-17% Cr, 6-10% Fe, 1% Mn, 0,5% Cu): una lega nichel-cromo-ferro che mostra un'eccellente stabilità su un'ampia scala di temperatura. Stabile contro cloro e acqua cloro.
• Inconel® 617, 2.4663 (bilancia nichel, 20-23% Cr, 2% Fe, 10-13% Co, 8-10% Mo, 1,5% Al, 0,7% Mn, 0,7% Si): questa lega composta principalmente da nichel , cromo, cobalto e molibdeno mostra un'elevata resistenza e resistenza al calore.
• Inconel® 718 2.4668 (50-55% Ni, 17-21% Cr, Iron balance, 4.75-5.5% Nb, 2.8-3.3% Mo, 1% Co,): una lega induribile nichel-cromo-ferro-molibdeno che è noto per la sua buona lavorabilità e ottime proprietà meccaniche alle basse temperature.
Le leghe a base di nichel Hastelloy® sono note per la loro resistenza agli acidi. I più comuni sono:
• Hastelloy® C-4, 2.4610 (equilibrio nichel, 14,5 - 17,5% Cr, 0 - 2% Co, 14 - 17% Mo, 0 - 3% Fe, 0 - 1% Mn): C-4 è un nichel lega di cromo-molibdeno che viene applicata in ambienti con acidi inorganici.
• Hastelloy® C-22, 2.4602 (saldo nichel, 20-22,5% Cr, 0-2,5% Co, 12,5 - 14,5% Mo, 0 - 3% Fe, 0-0,5% Mn, 2,5 -3,5 W): C- 22 è una lega di nichel-cromo-molibdeno-tungsteno resistente alla corrosione che mostra una buona persistenza contro gli acidi.
• Hastelloy® C-2000, 2.4675 (bilancio nichel, 23% Cr, 2% Co, 16% Mo, 3% Fe): C-2000 è utilizzato in ambienti con ossidanti aggressivi, come acido solforico e cloruro ferrico.
♦ Miglioramento della durata dei pezzi da lavorare a base di nichel
Le leghe a base di nichel sono note per le loro eccellenti proprietà meccaniche come la resistenza alla corrosione e la stabilità alle alte temperature. Tuttavia, quasi nessun pezzo può durare per sempre, non importa quanto sia splendido il materiale. Per prolungare la durata delle parti, le leghe a base di nichel possono essere trattate con BoroCoat®, il nostro trattamento di diffusione per migliorare significativamente la resistenza alla corrosione e all'usura, oltre a fornire stabilità contro gli ossidanti.
Gli strati di diffusione di BoroCoat® migliorano la durezza superficiale fino a 2600 HV mantenendo uno strato di diffusione di 60 µm. La resistenza all'usura è notevolmente migliorata, come dimostra il test del perno su disco. Mentre la profondità di usura delle leghe a base di nichel non trattate aumenta quanto più a lungo ruota il perno, le leghe a base di nichel con BoroCoat® mostrano una profondità di usura bassa e costante per tutta la durata del test.
♦ Aree di applicazione
Le leghe a base di nichel sono spesso utilizzate in ambienti difficili che richiedono una buona resistenza alle alte e basse temperature, all'ossidazione / corrosione e ad alta resistenza. Questo è il motivo per cui le applicazioni includono ma non sono limitate a: ingegneria delle turbine, tecnologia delle centrali elettriche, industria chimica, ingegneria aerospaziale e valvole / raccordi.
Circa il 60% del nichel nel mondo finisce come componente dell'acciaio inossidabile. È selezionato per la sua forza, tenacità e resistenza alla corrosione. Gli acciai inossidabili duplex contengono tipicamente circa il 5% di nichel, gli austenitici circa il 10% di nichel e i super austenitici oltre il 20%. I gradi resistenti al calore contengono spesso oltre il 35% di nichel. Le leghe a base di nichel contengono generalmente il 50% di nichel o più.
Oltre alla maggior parte del contenuto di nichel, questi materiali possono contenere quantità significative di cromo e molibdeno. I metalli a base di nichel sono stati sviluppati per fornire una maggiore resistenza alle alte temperature e una maggiore resistenza alla corrosione rispetto a quella che potrebbe essere ottenuta dal ferro e dall'acciaio. Sono significativamente più costosi dei metalli ferrosi; ma a causa della loro lunga durata, le leghe di nichel possono essere la selezione di materiali a lungo termine più conveniente.
Le leghe speciali a base di nichel sono ampiamente utilizzate per la loro resistenza alla corrosione e le proprietà a temperature notevolmente elevate. Ogni volta che si prevedono condizioni insolitamente severe, si potrebbero prendere in considerazione queste leghe a causa delle loro proprietà di resistenza uniche. Ciascuna di queste leghe è bilanciata con nichel, cromo, molibdeno e altri elementi.
Esistono migliaia di applicazioni per il nichel come materiale e per le leghe a base di nichel. Un piccolo campionamento di questi usi includerebbe:
• Difesa, in particolare applicazioni marine
• Generazione di energia
• Turbine a gas, sia di volo che terrestri, specialmente per lo scarico ad alta temperatura
• Forni industriali e scambiatori di calore
• Attrezzature per la preparazione del cibo
• Apparecchiature mediche
• In nichelatura, per resistenza alla corrosione
• Come catalizzatore per reazioni chimiche
Vale la pena capire come i materiali a base di nichel possano essere una soluzione efficace per quelle applicazioni che richiedono resistenza alla corrosione ad alta temperatura.
Per indicazioni nella scelta della lega a base di nichel appropriata nella vostra applicazione, contattateci