1. ما الذي يعتبر فولاذ عالي النيكل؟
يشير الفولاذ العالي من سبائك النيكل إلى سبائك الصلب مع محتوى النيكل العالي نسبيًا ، عادة10 ٪ أو أكثر بالوزن، على الرغم من أن العتبة يمكن أن تختلف حسب التطبيق. يضاف النيكل لتعزيز الخواص الرئيسية: مقاومة التآكل ، والصلابة في درجات الحرارة المنخفضة ، وقوة درجة الحرارة العالية ، ومقاومة الأكسدة أو الزحف. تختلف هذه السبائك عن الفولاذ القياسي للكربون أو الفولاذ المنخفض ، حيث أن محتوى النيكل الخاص بهم يدفع الأداء في البيئات الصعبة.
الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتيين مثل 304 (8-10.5 ٪ NI) و 316 (10-14 ٪ NI) ، على الرغم من أن هذه تصنف في بعض الأحيان بشكل منفصل عن "سبائك النيكل العالية".
سبائك مع 20 ٪+ NI ، مثل Inconel 600 (72 ٪ NI) ، Hastelloy C276 (57 ٪ NI) ، و Monel 400 (67 ٪ NI) ، والتي تتفوق في التآكل الشديد أو السفرة العالية أو المبردة.
2. كيف لتحديد النيكل النقي؟
يتطلب تحديد النيكل النقي (عادة 99.0 ٪+ NI) مزيجًا من الاختبارات الفيزيائية والكيميائية والتحليلية:
الخصائص الفيزيائية: النيكل النقي هو أبيض فضي ، لامع ، ودكتايل. لديها نقطة انصهار عالية (حوالي 1455 درجة /2651 درجة فهرنهايت) وهي مغناطيسية في درجة حرارة الغرفة (تنجذب إلى المغناطيس) ، وتمييزها عن المعادن غير المغناطيسية مثل الألومنيوم أو النحاس.
اختبار الكثافة: النيكل النقي لديه كثافة ~ 8.9 جم/سم ، أعلى من الألومنيوم (2.7 جم/سم) ولكن أقل من الرصاص (11.3 جم/سم). يمكن أن يؤدي قياس الكتلة والحجم لحساب الكثافة إلى تضييق المرشحين.
الاختبارات الكيميائية:رد فعل الحمض: إنه يقاوم الأحماض المخففة (على سبيل المثال ، حمض الكبريتيك أو هيدروكلوريك) في درجة حرارة الغرفة ولكنه يذوب ببطء في حمض النيتريك المركز ، مما ينتج عنه محلول أخضر (نترات النيكل).
اختبارات بقعة: باستخدام كاشف Dimethylglyoxime (DMG) ، يتفاعل النيكل النقي لتشكيل ترسب أحمر ساطع في الظروف القلوية-اختبار نوعي كلاسيكي لأيونات ni²⁺.
الطرق التحليلية: من أجل الدقة ، تقيس التقنيات مثل مضان الأشعة السينية (XRF) أو التحليل الطيفي للانبعاثات البصرية التركيب الأولي ، مما يؤكد نقاء النيكل عن طريق اكتشاف الشوائب النزرة (على سبيل المثال ، الحديد ، النحاس ، الكربون).
اختبار الصلابة: النيكل النقي ناعم نسبيًا (صلابة Brinell ~ 60-80 HB) ، مما يميزه عن سبائك النيكل الأصعب مع عناصر إضافية مثل الكروم أو الموليبدينوم.
99.5 ٪ ني: تستخدم في مكونات الهندسة العامة والطلاء والبطارية.
99.9 ٪ NI (النيكل الكهربائي): المفضل للإلكترونيات (على سبيل المثال ، الكاثودات البطارية ، الموصلات) والمعالجة الكيميائية ، حيث يضمن النقاء أداءً ثابتًا.
99.99 ٪+ NI (نقاء للغاية): حاسمة للتطبيقات المتخصصة مثل مكونات الفضاء الجوي ، الموصلات الفائقة ، ومعدات المختبر ، حيث تكون هناك حاجة إلى مستويات الشوائب التي تقل عن 100 جزء في المليون.
5. ما هي أسماء الأنواع المختلفة من السبائك القائمة على النيكل؟
يتم تصنيف السبائك القائمة على النيكل حسب التكوين والتطبيق ، مع العائلات الرئيسية بما في ذلك:
Inconel: سبائك أوستنيتيك مع كروم عالية والنيكل ، مصممة لقوة درجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة. أمثلة: Inconel 600 (72 ٪ NI ، 16 ٪ CR) ، Inconel 718 (52.5 ٪ NI ، 19 ٪ CR ، 3 ٪ MO) ، المستخدمة في محركات الطائرات والتوربينات الغازية.
هاستلوي: سبائك مقاومة للتآكل مع موليبدينوم عالية والكروم. أمثلة: Hastelloy C276 (57 ٪ NI ، 16 ٪ CR ، 16 ٪ MO) ، Hastelloy B2 (65 ٪ NI ، 28 ٪ MO) ، مثالي للمعالجة الكيميائية والبيئات الحمضية.
مونيل: سبائك النيكل-copper (65-70 ٪ NI ، 20-29 ٪ CU) مع مقاومة ممتازة لمياه البحر ، وحمض الهيدروفلوريك ، والمحلول. مثال: مونيل 400 ، المستخدمة في معدات الأجهزة البحرية وحقل النفط.
incoloy: سبائك النيكل الحديد والكروميوم مع تآكل متوازن ومقاومة عالية الحرارة. أمثلة: incoloy 800 (32-38 ٪ NI ، 19-23 ٪ CR) ، Incoloy 825 (42 ٪ NI ، 21 ٪ CR) ، المستخدمة في المبادلات الحرارية ومعالجة حمض الكبريتيك.
سبائك النيكل كروميوم (NI-CR): سبائك عالية الكروم لمقاومة الأكسدة في درجات الحرارة القصوى. مثال: السبائك 600 (على غرار Inconel 600) ، المستخدمة في مكونات الفرن.
سبائك نيكل موليبدينوم (Ni-Mo): مقاومة تقليل الأحماض (على سبيل المثال ، حمض الهيدروكلوريك). مثال: Hastelloy B3 ، المستخدمة في المفاعلات الكيميائية.
نيكروم: سبائك النيكل كروميوم الحديد (على سبيل المثال ، 80 ٪ NI ، 20 ٪ كر) مع مقاومة كهربائية عالية ، وتستخدم في عناصر التدفئة.
