Nickel 200 pret Nickel 201: zems oglekļa saturs un augsta temperatūra

Gan niķelis 200, gan niķelis 201 ir komerciāli tīrs (99,6% min.) kalts niķelis, taču neliela oglekļa satura atšķirība - krietni zem viena procenta - nosaka, vai komponents paliek elastīgs vai kļūst trausls paaugstinātā temperatūrā. Šajā rokasgrāmatā ir precīzi izskaidrots, ko šī atšķirība nozīmē materiālu izvēlei, izgatavošanai un kalpošanas laikam.

Kāda ir galvenā atšķirība starp niķeli 200 un niķeli 201?

Niķelis 200 (UNS N02200) un Niķelis 201 (UNS N02201) ir komerciāli tīri kalti niķeļa sakausējumi ar vienādu bāzes sastāvu, taču niķelim 201 ir daudz mazāks maksimālais oglekļa saturs - 0.02% salīdzinājumā ar 0,15% niķelim 200 - un nepārtraukta izvēle grafītam2 novērš nepieciešamo grafīta embriju01. virs 600 grādiem F (315 grādiem).

Abas kategorijas satur vismaz 99,0% niķeļa (parasti 99,6% vai vairāk komerciālos produktos), ar nelielām, stingri kontrolētām mangāna, dzelzs un vara piedevām. Ogleklis ir viens no elementiem, kas apzināti ierobežots daudz zem tā parastā līmeņa niķelī 201, jo augstā temperatūrā ogleklis šajās divās kategorijās - uzvedas ļoti atšķirīgi, kas reāli ietekmē izturību un stingrību.

1. tabula. Ķīmiskā sastāva ierobežojumi atbilstoši ASTM B160 / B162 (vērtības ir svara procenti).

Kam vislabāk tiek izmantots Nickel 200?

Nickel 200 ir vislabāk piemērots lietošanai telpās- un mērenā-temperatūrā, kur nepieciešama izcila izturība pret koroziju, augsta siltumvadītspēja un elektriskā vadītspēja, kā arī vienkārša izgatavošana -, tostarp kaustiskās sodas apstrāde, pārtikas apstrāde un elektroniskie un elektriskie komponenti.

Niķeļa 200 augstākais pieļaujamais oglekļa saturs nav defekts, - tas vienkārši nozīmē, ka šī klase nekad nav bijusi paredzēta ilgstošai lietošanai augstā temperatūrā{2}}. Zem aptuveni 600 °F (315 grādi) oglekļa saturam nav būtiskas ietekmes uz mehānisko darbību, tāpēc Nickel 200 darbojas lieliski un parasti tā ražošana maksā mazāk nekā stingrāk kontrolētā Nickel 201.

Tipiski Nickel 200 pielietojumi

• Kaustiskā soda (nātrija hidroksīds) un sārmu apstrādes iekārtas
• Pārtikas{0}}apstrādes iekārtas, kurām nepieciešams zems metāla piesārņojums
• Elektriskās un elektroniskās sastāvdaļas (svina vadi, savienotāji, ekranējums)
• Ķīmiskās sūtīšanas mucas un kastes augstas{0}}tīrības produktiem
• Jūras un saldūdens sastāvdaļas, kas zemākas par 600 °F (315 grādi)

Kas ir niķelis 201 un kāpēc to izmanto augstā temperatūrā?

Niķelis 201ir komerciāli tīra niķeļa zema-oglekļa versija, kas ir īpaši ražota, lai izturētu grafitizāciju un trauslumu virs 600 °F (315 grādiem), padarot to par standarta klasi krāsns daļām, augstas-temperatūras procesa iekārtām un jebkurai niķeļa sastāvdaļai, kas ilgstoši sasildīs.

Temperatūrā virs aptuveni 600 °F (315 grādi) ogleklis niķelī 200 var izgulsnēties no cieta šķīduma kā grafīts, koncentrējoties uz graudu robežām.

Šis grafīta ogleklis nenostiprina metālu tā, kā karbīdi stiprina tēraudu -, tā vietā tas veido vājo punktu tīklu, kas krasi samazina elastību un triecienizturību, ko parasti sauc par trauslumu augstā{1}} temperatūrā. Tā kā niķeļa 201 oglekļa saturs ir ierobežots līdz 0,02%, tajā nav pietiekami daudz oglekļa, lai izveidotu bojātu grafīta tīklu, tāpēc sakausējums saglabā elastību un stingrību pat pēc ilgstošas ​​augstas temperatūras iedarbības.

Tipiski niķeļa 201 pielietojumi

• Krāšņu sastāvdaļas un termiskās{0}}apstrādes armatūra
• Kaustiskie iztvaicētāji un augstas{0}}temperatūras sārmu apkalpošana
• Elektronu caurules un vakuum{0}}krāsns aparatūra
• Ķīmiskās apstrādes iekārtas, kas darbojas temperatūrā virs 600 grādiem F (315 grādiem)
• Metinātie mezgli, kas redzēs pēc-metinājuma vai-ekspluatācijas temperatūru virs 600 °F (315 grādi)

Kā oglekļa saturs izraisa augstas{0}}temperatūras trauslumu?

Oglekļa saturs kontrolē trausluma risku, jo niķelim ir ļoti zema oglekļa šķīdība augstā temperatūrā; oglekļa pārpalikums izgulsnējas kā grafīts gar graudu robežām, un jo vairāk oglekļa ir, jo blīvāks un postošāks kļūst grafīta tīkls.

Šī ir šķīdības problēma, nevis stiprības problēma. Atšķirībā no tērauda, ​​kur ogleklis veido cietus, stiprinošus karbīdus, niķeļa ogleklis vienkārši pārsniedz to, ko metāls spēj noturēt šķīdumā, temperatūrai paaugstinoties, un pēc tam izkrīt kā mīksts, vājš grafīts. Praktiskās sekas pakāpes izvēlei ir tiešas:

Niķelis 201 (0,02% C max): ogleklis saglabājas pietiekami zems, lai veidojas maz vai vispār neveidojas grafīts pat pēc ilgstošas ​​iedarbības virs 600 ° F (315 ° F). Tiek saglabāta elastība un stingrība.

Niķelis 200 (0,15% C max): Oglekļa saturs ir pietiekami augsts, lai grafīta nokrišņu daudzums varētu pārsniegt 315 grādus, īpaši ar lēnu dzesēšanu vai ilgu aiztures laiku, kā rezultātā tiek izmērāms triecienizturības un elastības zudums.

Tāpēc 600 °F (315 grādi) slieksnis tiek uzskatīts par stingru robežu specifikācijas un projektēšanas praksē, nevis par aptuvenu vadlīniju: zem tā jebkura pakāpe darbojas uzticami; virs tā ilgstošai darbībai ieteicams izmantot tikai niķeli 201.

Kādas ir mehānisko un fizisko īpašību atšķirības starp niķeli 200 un niķeli 201?

Istabas temperatūrā niķelim 200 un niķelim 201 ir būtībā identiskas mehāniskās un fizikālās īpašības; atšķirība kļūst nozīmīga tikai pēc ilgstošas ​​iedarbības virs 315 grādiem, kur Niķelis 200 zaudē elastību un stingrību, bet Niķelis 201 saglabā abus.

2. tabula. Reprezentatīvās mehāniskās un fizikālās īpašības atbilstoši ASTM B160 / B161 / B162.

Kuru pakāpi izvēlēties savam pieteikumam?

IzvēlietiesNiķelis 200izmaksu ziņā izdevīgam, telpas- līdz vidējai temperatūras-pakalpojumam korozīvās vai augstas -vadītspējas lietojumprogrammās; izvēlieties Nickel 201 jebkuram komponentam, kas nepārtraukti darbojas temperatūrā virs 600 °F (315 grādi), vai metinājumam, kas pēc tam piedzīvos ilgstošu karstumu.

3. tabula. Ātrās-atsauces pakāpes izvēles rokasgrāmata.

Ja dizains tuvojas 600 °F (315 grādu) slieksnim vai kad komponents tiks gan metināts, gan karsēts ekspluatācijas laikā, drošāka un standarta prakse ir norādīt Nickel 201, nevis riskēt ar grafitizāciju Nickel 200. Pieticīgā izmaksu atšķirība starp abām kategorijām ir neliela, salīdzinot ar ekspluatācijas izmaksām - trauslā gadījumā.

Bieži uzdotie jautājumi

Īsas, neregulāras ekskursijas virs 600 °F (315 grādiem) parasti ir pieļaujamas, jo grafitizācija ir no laika{2}} un temperatūras{3}}atkarīgs process. Tomēr Niķelis 200 nav ieteicams nepārtrauktai vai atkārtotai apkopei virs šī sliekšņa, ja kumulatīvā iedarbība palielina trausluma risku.

Vai Nickel 201 ir dārgāks nekā Nickel 200?

Niķeļa 201 cena parasti ir nedaudz augstāka nekā niķelis 200, kas atspoguļo papildu attīrīšanu, kas nepieciešama, lai oglekļa saturs būtu 0,02% vai mazāks. Lietojot augstas-temperatūras, šī piemaksa ir neliela, salīdzinot ar priekšlaicīgu bojājumu izmaksām, ko izraisa grafīta trauslums.

Vai Nickel 200 un Nickel 201 ir vienāda izturība pret koroziju?

Jā. Abu pakāpju izturību pret koroziju nodrošina pati niķeļa matrica, nevis oglekļa saturs, tāpēc Nickel 200 un Nickel 201 darbojas līdzvērtīgi kodīgā, neitrālā sāls un daudzās organiskās un pārtikas pārstrādes vidēs.

Vai niķeli 201 var metināt bez īpašiem piesardzības pasākumiem?

Niķelis 201 metina, izmantojot standarta niķeļa metināšanas paņēmienus un pildmetālus, un tā zemais oglekļa saturs faktiski samazina siltuma -ietekmētās-zonas trausluma risku salīdzinājumā ar metināšanas līdzekli Nickel 200. Joprojām ir spēkā standarta tīrības un ekranēšanas piesardzības pasākumi tīram niķelim.

Kā Nickel 200 tiek atklāta vai novērsta grafitizācija?

Grafitizācija parasti tiek identificēta, izmantojot metalogrāfisko izmeklēšanu vai triecienizturības zudumu mehāniskās pārbaudēs pēc augstas{0}}temperatūras iedarbības. Visdrošākā profilakse nav termiskā apstrāde, bet gan materiāla aizstāšana: niķeļa 201 norādīšana visur, kur ilgstoša ekspluatācijas temperatūra pārsniegs 600 °F (315 °F).