UNS N02200(Nickel 200) on kaubanduslikult saadav puhtast niklist sepissulam, mille niklisisaldus on vähemalt 99,0%, mis on tuntud oma erakordse korrosioonikindluse, kõrge soojus- ja elektrijuhtivuse ning suurepärase mehaanilise stabiilsuse poolest laias temperatuurivahemikus.
Selle keemilist koostist kontrollitakse rangelt, et tagada suurepärane jõudlus nõudlikes rakendustes, nagu keemiline töötlemine, elektroonika, lennundus ja toiduainete töötlemine.
Järgnevalt kirjeldatakse üksikasjalikult selle koostist, iga koostise rolli ja seda, kuidas need mõjutavad materjali omadusi.
UNS N02200 Keemiline koostis
Nikkel 200 koostis on määratletud nii peamiste kui ka mikroelementide rangete piirangutega, nagu on standarditud spetsifikatsioonides ASTM B160.
Järgmine tabel võtab kokku massiprotsendid:
|
Element |
Nõutav vahemik (massiprotsent). |
Esmane funktsioon |
|
Nikkel (Ni). |
Suurem või võrdne 99,0 (kaasa arvatud koobalt) |
Mitteväärismetall, mis tagab korrosioonikindluse, plastilisuse ja juhtivuse |
|
Raud (Fe). |
Väiksem või võrdne 0,40 |
Suurendab tugevust kõrgetel temperatuuridel; puhtuse säilitamiseks hoitakse madalal |
|
Süsinik (C). |
Väiksem või võrdne 0,15 |
Kontrollib kõrge{0}}temperatuuri stabiilsust; liig võib põhjustada grafiidi sadenemist |
|
Vask (Cu). |
Väiksem või võrdne 0,25 |
Parandab korrosioonikindlust redutseerivates hapetes; minimeeritud, et vältida nikli puhtuse kahjustamist |
|
Mangaan (Mn). |
Väiksem või võrdne 0,35 |
Aitab vähendada väävlisisaldust ja kuumtöödeldavust |
|
Räni (Si). |
Väiksem või võrdne 0,35 |
Suurendab oksüdatsioonikindlust; parandab voolavust keevitamise ajal |
|
Väävel (S). |
Väiksem või võrdne 0,010 |
Rangelt piiratud, et vältida kuuma pragunemist ja rabedust |
Nikkel 200 kõrge puhtus on selle jõudluse jaoks ülioluline. Erinevalt legeerterasest ei sisalda see suures koguses kroomi ega molübdeeni, vaid tugineb niklile omasele vastupidavusele söövitavate leeliste, neutraalsete soolade ja mitte-oksüdeerivate hapete suhtes.
Isegi väikesed kõrvalekalded koostises võivad märkimisväärselt mõjutada selle keevitatavust, kõrgel{0}}temperatuuril ja korrosioonikindlust.
UNS N02200 põhikoostise roll
Kõrge niklisisaldus annab sulamile pinna{0}}keskse kuubikujulise kristallstruktuuri, mis tagab erakordse elastsuse ja sitkuse isegi krüogeensetel temperatuuridel. See struktuur toetab ka sulami ferromagnetismi ja kõrget Curie temperatuuri.
Puhtus minimeerib intermetalliliste faaside moodustumist, muutes Nickel 200 ühefaasiliseks tahkeks lahuseks, millel on ennustatav käitumine söövitavas keskkonnas.
Süsinik on hoolikalt piiratud kuni 0,15% või sellega, kuna see võib sadestuda grafiidina, kui sulam on pika aja jooksul temperatuuril 425–650 kraadi.
See sade vähendab plastilisust ja soodustab teradevahelist korrosiooni. Sel põhjusel ei soovitata Nickel 200 pidevaks tööks üle 315 kraadi; selle asemel eelistatakse madala-süsinikuga varianti Nickel 201 kõrgel -temperatuurilistel rakendustel.
Väävlisisaldus on piiratud 0,01% või alla selle, et vältida kuuma puudumist. Kõrgel temperatuuril võib väävel moodustada tera piiridel madala -sulamistemperatuuriga-nikkelsulfiidi, mis põhjustab pragunemist. Selle leevendamiseks lisatakse mangaani, moodustades stabiilseid mangaansulfiide, millel on kõrgem sulamistemperatuur.
Muu koostis ja mõju
Raud (vähem kui 0,40%): kuigi raud võib veidi tugevust parandada, vähendab liigne raua vastupidavust teatud söövitavatele ainetele. Seda hoitakse madalal, et säilitada nikli korrosioonireaktsiooni puhtus.
Vask (vähem kui 0,25%): vask suurendab vastupidavust redutseerivatele hapetele nagu väävel- ja vesinikkloriidhape. Kuid Nickel 200 puhul on see minimeeritud, et vältida nikli loomuliku passiveerumise häirimist leeliselises keskkonnas.
Räni (vähem kui 0,35%): räni parandab oksüdatsioonikindlust ja deoksüdeerib sulatise tootmise ajal. Keevitamisel aitab see vältida poorsust, kuid rabeduse vältimiseks tuleb seda kontrollida.
Nikkel 200 vs nikkel 201
Nickel 201 on veelgi madalama süsinikusisaldusega variant. Kuigi mõlemal klassil on sarnane korrosioonikindlus, on Nickel 201 mõeldud teenuste jaoks, mis on kõrgemad kui 315 kraadi, kus grafiidi sademete oht on suur.
Enamiku rakenduste puhul, mis on madalamal temperatuuril, ei avalda Nickel 200 veidi kõrgem süsinikusisaldus kahjulikke mõjusid ja võib toatemperatuuri{1}}tugevust veidi parandada.
Kuidas kompositsioon mõjutab jõudlust
Korrosioonikindlus: kõrge niklisisaldus tagab vastupidavuse kloriidi pingekorrosioonipragunemisele ja erakordse vastupidavuse seebikivi ja muude leeliste suhtes.
Valmistamine: tasakaalustatud mangaani ja räni tase võimaldab
suurepärane sooja ja külma töövõime. Madal väävli- ja süsinikusisaldus tagab hea keevitusvõime selliste meetoditega nagu GTAW/TIG ja GMAW/MIG.
Füüsikalised omadused: puhtus korreleerub otseselt kõrge magnetilise läbilaskvuse ja magnetostriktiivsete omadustega, mis on kasulikud andurites ja muundurites.
Suurepärane korrosioonikindlus: kõrge niklisisaldus tagab suurepärase vastupidavuse söövitavatele leelistele isegi sulas olekus ning hea jõudluse erinevates hapetes, soolades ja neutraalsetes lahustes, eriti redutseerivates tingimustes.
Head mehaanilised omadused: see pakub lõõmutatud olekus soodsat kombinatsiooni tõmbetugevusest, voolavuspiirist ja plastilisusest, mida saab külmtöötlemise abil veelgi parandada.
Kõrge soojus- ja elektrijuhtivus: kaubanduslikult puhta metallina on sellel suurem juhtivus võrreldes tugevamalt legeeritud metallidega.
Kasulikud magnetilised omadused: Nickel 200 on ferromagnetiline ja sellel on kasulikud magnetostriktiivsed omadused.
