Legura nikla 718, dobro poznata superlegura, privukla je značajnu pozornost u raznim industrijama zbog svojih izvanrednih mehaničkih svojstava i otpornosti na koroziju. Kao pouzdan dobavljač legure nikla 718, uzbuđen sam što mogu istražiti njenu otpornost na oksidaciju, što je ključni čimbenik u određivanju njegove učinkovitosti u primjenama na visokim temperaturama.
Razumijevanje oksidacije
Oksidacija je kemijska reakcija koja se događa kada metal reagira s kisikom u okolišu. Ova reakcija stvara metalne okside na površini metala. U uvjetima visoke temperature, oksidacija se može ubrzati, što dovodi do degradacije svojstava metala, kao što su smanjena čvrstoća i duktilnost. Za materijale koji se koriste u zrakoplovnoj industriji, industriji proizvodnje električne energije i kemijskoj preradi, gdje su radnje na visokim temperaturama uobičajene, otpornost na oksidaciju je od najveće važnosti.
Mehanizmi otpornosti na oksidaciju legure nikla 718
Legura nikla 718 svoju izvrsnu otpornost na oksidaciju duguje nekoliko ključnih čimbenika. Prvo, legura sadrži visok postotak nikla, koji sam po sebi ima dobru otpornost na oksidaciju. Nikal stvara zaštitni oksidni sloj na svojoj površini kada je izložen kisiku na visokim temperaturama. Ovaj oksidni sloj djeluje kao barijera, sprječava daljnji dolazak kisika do ispod metala i tako usporava proces oksidacije.
Drugo, dodavanje drugih legirajućih elemenata u leguru nikla 718, kao što su krom, aluminij i titan, povećava njenu otpornost na oksidaciju. Krom je posebno učinkovit u stvaranju stabilnog i prianjajućeg sloja kromovog oksida (Cr₂O3) na površini legure. Ovaj sloj krom oksida je gust i djeluje kao zaštitni štit, pružajući izvrsnu otpornost na oksidaciju. Aluminij također doprinosi stvaranju zaštitnog sloja aluminijevog oksida (Al₂O₃), koji dodatno poboljšava sposobnost legure da izdrži oksidaciju na visokim temperaturama. Titan, s druge strane, pomaže u stabilizaciji oksidnog sloja i poboljšava njegovo prianjanje na osnovni metal.
Otpornost na oksidaciju u različitim temperaturnim rasponima
Otpornost na oksidaciju legure nikla 718 varira ovisno o temperaturnom rasponu. Na relativno niskim temperaturama (ispod 650°C) brzina oksidacije je relativno spora. Zaštitni oksidni sloj stvara se postupno i ostaje stabilan, pružajući dobru zaštitu leguri. Kako se temperatura povećava, stopa oksidacije također raste, ali legura još uvijek održava razumnu razinu otpornosti na oksidaciju do oko 980°C.
U temperaturnom području od 650 - 980°C stvaranje i rast oksidnog sloja postaje složeniji. Sloj krom oksida igra dominantnu ulogu u zaštiti legure. Međutim, na vrlo visokim temperaturama (iznad 980°C), otpornost na oksidaciju legure nikla 718 počinje opadati. Zaštitni oksidni sloj može postati manje stabilan, a legura može doživjeti bržu oksidaciju.
Usporedba s drugim legurama nikla
Uspoređujući leguru nikla 718 s drugim legurama nikla, njezina se otpornost na oksidaciju ističe u mnogim primjenama. Na primjer,Incoloy legura 800/800H/800HTje još jedna popularna legura nikal - željezo - krom. Dok Incoloy Alloy 800/800H/800HT također ima dobru otpornost na oksidaciju, Nickel Alloy 718 općenito nudi bolje performanse u okruženjima s visokim stresom i visokom temperaturom zbog svojih vrhunskih mehaničkih svojstava i optimiziranog sastava legure za zaštitu od oksidacije.
Legura C276je legura nikal-molibden-krom poznata po svojoj izvrsnoj otpornosti na koroziju u raznim korozivnim medijima. Međutim, u smislu otpornosti na oksidaciju na visokim temperaturama, Legura nikla 718 je prikladnija za primjene gdje je oksidacija na visokim temperaturama glavna briga.
Primjene koje imaju koristi od otpornosti na oksidaciju
Izvrsna otpornost na oksidaciju legure nikla 718 čini je pogodnom za širok raspon primjena. U zrakoplovnoj industriji koristi se u komponentama turbinskih motora, kao što su turbinske lopatice, diskovi i kućišta. Ove komponente su izložene visokim temperaturama i uvjetima visokog naprezanja tijekom rada motora, a otpornost na oksidaciju legure nikla 718 osigurava njihovu dugotrajnu pouzdanost i performanse.
U industriji proizvodnje električne energije, legura nikla 718 koristi se u komponentama parnih turbina i komponenti nuklearnih elektrana. Visoka temperatura i oksidativno okruženje u sustavima za proizvodnju električne energije zahtijevaju materijale s dobrom otpornošću na oksidaciju, a Legura nikla 718 učinkovito ispunjava te zahtjeve.
U kemijskoj industriji,ASTM B690 UNS N08366 UNS N08367 Bešavne cijeviizrađen od legure nikla 718 može se koristiti u visokotemperaturnim i korozivnim okruženjima. Otpornost legure na oksidaciju pomaže u sprječavanju degradacije cijevi i osigurava siguran i učinkovit rad kemijskih procesa.
Čimbenici koji utječu na otpornost na oksidaciju
Nekoliko čimbenika može utjecati na otpornost legure nikla 718 na oksidaciju. Površinska obrada legure igra važnu ulogu. Glatka završna obrada može pospješiti stvaranje ujednačenijeg i prianjajućeg sloja oksida, poboljšavajući otpornost na oksidaciju. S druge strane, hrapava ili oštećena površina može osigurati mjesta za početak oksidacije i smanjiti sposobnost legure da se odupre oksidaciji.
Okruženje u kojem se legura koristi također ima značajan utjecaj. Prisutnost nečistoća, poput sumpora i fosfora, u okolišu može ubrzati proces oksidacije. Osim toga, parcijalni tlak kisika i prisutnost drugih reaktivnih plinova mogu utjecati na oksidacijsko ponašanje legure nikla 718.
Održavanje i povećanje otpornosti na oksidaciju
Kako bi se održala i povećala otpornost legure nikla 718 na oksidaciju, može se primijeniti odgovarajuća toplinska i površinska obrada. Toplinska obrada može optimizirati mikrostrukturu legure, što zauzvrat utječe na formiranje i stabilnost oksidnog sloja. Površinski tretmani, kao što je pasivizacija, mogu dodatno poboljšati otpornost na oksidaciju potičući stvaranje zaštitnijeg oksidnog sloja.
Zaključak
Zaključno, legura nikla 718 pokazuje izvrsnu otpornost na oksidaciju zahvaljujući jedinstvenom sastavu legure i stvaranju zaštitnih oksidnih slojeva. Njegova izvedba u različitim temperaturnim rasponima čini ga svestranim materijalom za različite primjene na visokim temperaturama. Kao dobavljač legure nikla 718, predani smo pružanju visokokvalitetnih proizvoda koji ispunjavaju stroge zahtjeve naših kupaca. Ako vam je potrebna legura nikla 718 za vaše projekte i želite razgovarati o specifičnim zahtjevima i detaljima nabave, slobodno nas kontaktirajte. Radujemo se suradnji s vama kako bismo zadovoljili vaše potrebe za legurama.
Reference
- "Nikal i legure nikla" tvrtke ASM International.
- "Visokotemperaturne legure za plinske turbine i druge primjene" uredio FV Lenel.
- Liste s tehničkim podacima koje pružaju glavni proizvođači legura nikla.