1. ما هو محتوى النيكل المطلوب لتصنيف سبيكة على أنها سبيكة أساسها النيكل -؟
وفقًا لمعايير التصنيف الخاصة بالمعهد الأمريكي للحديد والصلب (AISI)، فإن السبائك ذاتمحتوى النيكل أكبر من أو يساوي 50% بالكتلةيمكن تعريفها على أنها سبيكة أساسها النيكل -. يستخدم هذا النوع من السبائك النيكل كمصفوفة ويعتمد على عناصر تقوية المحلول الصلب - (مثل Cr، Fe) وعناصر تقوية الترسيب (مثل Al، Ti) لتحسين الأداء.
بالنسبة لبعض السبائك الخاصة القائمة على النيكل -، يمكن أن يكون محتوى النيكل أقل قليلاً (40%-50% بالكتلة)، ولكن يجب أن يكون النيكل هو المادة الأساسية.العنصر المهيمنفي تكوين السبائك (أعلى من محتوى العناصر الفردية الأخرى). على سبيل المثال، يتم تصنيف بعض سبائك النيكل - والحديد - على أنها سبائك أساسها النيكل - لأن النيكل هو عنصر المصفوفة الأساسي، حتى لو كان محتوى النيكل يتراوح بين 40% و50%.
بالإضافة إلى ذلك، فإن تعريف السبائك المعتمدة على النيكل - يؤخذ في الاعتبار أيضًاخصائص الأداء: يجب أن تتمتع السبيكة بمقاومة ممتازة للأكسدة في درجات الحرارة العالية -، ومقاومة التآكل ومقاومة الزحف، وهي الخصائص الأساسية التي تميز السبائك القائمة على النيكل - عن الفولاذ المقاوم للصدأ وأنظمة السبائك الأخرى.
2. ما هي تأثيرات إضافة التنغستن (W) إلى السبائك المعتمدة على النيكل - على خصائصها؟
تأثير تقوية محلول - صلب
التنغستن لديه نصف قطر ذري كبير، وهو يختلف تماما عن ذرات النيكل. عندما يذوب التنغستن في مصفوفة النيكل، فإنه سوف يسبب تشويهًا شديدًا للشبكة. هذا التشوه يمكن أن يعيق بشكل فعال حركة الاضطرابات داخل السبيكة، وبالتالي تحسينقوة درجة حرارة الغرفة -، قوة درجة الحرارة العالية -وصلابةمن سبيكة أساسها النيكل -. كلما زاد محتوى التنغستن، كلما كان تأثير تقوية المحلول الصلب - أكثر وضوحًا، ولكن الإضافة المفرطة ستؤدي إلى انخفاض ليونة السبيكة.
تحسين مقاومة زحف درجات الحرارة العالية -.
عند درجات الحرارة المرتفعة (أعلى من 650 درجة)، يمكن لذرات التنغستن أن تبطئ معدل انتشار ذرات المصفوفة وتمنع حدوث انزلاق حدود الحبوب. يتيح ذلك للسبائك القائمة على النيكل - الحفاظ على بنية مستقرة وخصائص ميكانيكية تحت ظروف درجة الحرارة والإجهاد العالية - لمدة طويلة -، وبالتالي تعزيز بشكل كبيرحد الزحفوخدمة الحياةمن السبائك. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص بالنسبة للسبائك الفائقة القائمة على النيكل - المستخدمة في شفرات توربينات المحرك الهوائي ومكونات توربينات الغاز -.
التأثير على مقاومة التآكل
يمكن للتنغستن تحسينتأليب المقاومة للتآكلمن السبائك القائمة على النيكل - في البيئات التي تحتوي على الكلوريد -. يمكن أن يعزز تكوين فيلم تخميل أكثر كثافة على سطح السبائك ويمنع تآكل فيلم التخميل وكسره بواسطة أيونات الكلوريد.
ومع ذلك، فإن التنغستن المفرط سيزيد من ميل السبيكة إلى تكوين مركبات بين الفلزات، مما قد يؤدي إلى انخفاض في نسبة السبيكةمقاومة التآكل بين الحبيبات.
التأثير على أداء المعالجة
إضافة معتدلة من التنغستن يمكن أن تحسنقابلية التشغيل الساخنةمن سبيكة أساسها النيكل -، مما يسهل تشكيلها أثناء عمليات التشكيل والدرفلة الساخنة -.
سيؤدي التنغستن المفرط إلى زيادة صلابة وهشاشة السبيكة، مما يزيد من صعوبة المعالجة الباردة واللحام. أثناء اللحام، قد ينفصل التنغستن عند حدود الحبوب، مما يؤدي إلى تكوين مراحل هشة وزيادة خطر تشققات اللحام.
