Nikkelötvözetekésrozsdamentes acélmindkettő széles körben használt korrózióálló-, nagy-szilárdságú fémes anyagok az ipari alkalmazásokban. Az ipari anyagok kiválasztásakor a mérnökök és a beszerzési csapatok gyakran szembesülnek egy döntő kérdéssel: nikkelötvözetet vagy rozsdamentes acélt válasszunk? A kettő azonban jelentősen különbözik az összetételben, az alapvető tulajdonságokban és az alkalmazható forgatókönyvekben. Ez a cikk részletezi a nikkelötvözetek és a rozsdamentes acél közötti különbségeket öt szempontból: működési hőmérséklet, kémiai összetétel, korrózióállóság, alkalmazások és ár.
Különbségek a kémiai összetételben
Először is, a kémiai összetétel szempontjából a rozsdamentes acél elsősorban vasötvözet; A Monel, a ferrokróm{0}}nikkel és a Hastelloy nikkelötvözetek.
A rozsdamentes acél fő alkotóeleme a vas, amelynek vastartalma meghaladja a 65%-ot, egyes ferrites és martenzites rozsdamentes acélok pedig a 80%-ot is elérik. Ezzel szemben a nikkelötvözetek vastartalma általában 50% alatti. Egyes nikkelötvözetek, mint például a Hastelloy C-2000, vastartalma még 3% alatt is van.
Ami a nikkeltartalmat illeti, a nikkelötvözetek nikkeltartalma gyakran meghaladja a 30%-ot, egyes esetekben akár a 70%-ot is. A rozsdamentes acél nikkeltartalma viszont kevesebb, mint 30%, és egyes ferrites és martenzites rozsdamentes acélok egyáltalán nem tartalmaznak nikkelt.
Mind a rozsdamentes acél, mind a nikkelötvözetek körülbelül 20% krómot tartalmaznak. A króm nagyon hatékony korróziógátló, és a rozsdamentes acél és a nikkelötvözetek korrózióállóságának elsődleges forrása.
Különbség az üzemi hőmérsékletben
Az üzemi hőmérséklet a legnagyobb különbség a rozsdamentes acél és a nikkelötvözetek között. Általában a rozsdamentes acélt általában szobahőmérsékletű alkalmazásokban használják, míg a nikkelötvözeteket elsősorban magas hőmérsékletű{1}}környezetekben. Ezt a tulajdonságot meghatározó egyik legfontosabb tényező a nikkeltartalom. Mivel a vas nem tud stabil szerkezetet fenntartani magas hőmérsékleten, nehéz garantálni az elsősorban vasból álló rozsdamentes acél magas hőmérsékletű -teljesítményét.
A nikkel ezzel szemben kiválóan megőrzi az ötvözet ausztenites szerkezetét magas hőmérsékleten; csak a nikkel{0}}alapú ötvözetek teljesítenek jól magas hőmérsékleten. Bár nikkel is jelen van egyes ausztenites rozsdamentes acélokban, ezek nikkeltartalma nagyon alacsony marad.
Továbbá,Monel ötvözetekgyakran szobahőmérsékleten használják, mivel a réz korrózióállósága magas hőmérsékleten csökken.
Különbség a korrózióállóságban
A nikkel, a króm és a molibdén a rozsdamentes acél és a nikkelötvözetek korrózióállóságát meghatározó fő elemek.
A nikkel és a molibdén az igazi különbség a nikkelötvözetek és a rozsdamentes acél között. Maga a nikkel kiváló korrózióálló{1}elem; ellentétben a vassal, amely könnyen korrodál a levegőben, a nikkelötvözetek természetesen jobb korrózióállósággal rendelkeznek, mint a rozsdamentes acél.
A króm oxigénnel érintkezve oxidfilmet képez a fém felületén. Ez az oxidfilm hatékonyan megakadályozza az ötvözet további oxidációját. A krómtartalom különbsége a nikkelötvözetek és a rozsdamentes acél között nem jelentős; mindkettő kiváló oxidációs ellenállást mutat.
A molibdén egy fémes elem, amely jól ellenáll a korrózió csökkentésének. A rozsdamentes acélhoz képest a nikkelötvözetek gyakran magasabb molibdéntartalmúak. Egy tipikus magas molibdéntartalmú ötvözet a Hastelloy B-3, amelynek molibdéntartalma akár 30%. Összefoglalva, a nikkelötvözetek jobbak a rozsdamentes acélnál az általános korrózióállóság tekintetében.
Különbségek az alkalmazási területeken
A nikkelötvözetek és a rozsdamentes acél sok egymást átfedő alkalmazási területtel rendelkeznek, mivel mindkettő korrózióálló -ötvözetek. Alkalmazásukban azonban három fő különbség van:
1. A rozsdamentes acél nem alkalmas magas-hőmérsékletű alkalmazásokhoz, míg a legtöbb magas-hőmérsékletű alkalmazáshoz nikkelötvözetek szükségesek, például motorok, atomerőművi reaktorok és mély olajkutak.
2. A rozsdamentes acélt széles körben alkalmazzák polgári területeken, például étkészletek, orvosi kellékek és építőipar területén. A nikkelötvözeteket elsősorban ipari és katonai alkalmazásokban használják.
3. A rozsdamentes acél korrózióállósága az oxidáló környezetre korlátozódik. Ha a korrozív környezet speciális és összetett lesz, a legtöbb rozsdamentes acél nem tud ellenállni az ilyen korróziónak.
Költségkülönbség
Először is, a nikkelötvözetek lényegesen drágábbak, mint a rozsdamentes acél a nikkel és a vas közötti jelentős árkülönbség miatt.
Másodszor, a nikkelötvözetek általában magasabb molibdéntartalmúak, és a molibdén többszöröse drágább, mint a nikkel. Normál körülmények között a nikkelötvözetek erősebbek, mint a rozsdamentes acél, ami megnehezíti a megmunkálásukat. Ez a megnövekedett megmunkálási nehézség egy másik jelentős tényező, amely hozzájárul a magasabb árhoz.
Végül pedig a nikkelötvözetek bonyolultabb összetétele, a nyomelemek szigorúbb ellenőrzése, valamint a nyersanyagokra vonatkozó magasabb követelmények közvetetten növelik azok árát.
következtetés
A rozsdamentes acél és a nikkelötvözetek egyaránt korrózióálló-anyagok. A legtöbb esetbennikkelötvözetekfelülmúlják a rozsdamentes acélt. A legfontosabb különbség a működési környezetükben rejlik: a rozsdamentes acélt általában szobahőmérsékleten, míg a nikkelötvözeteket gyakran magas hőmérsékleten használják. A nikkelötvözetek kiváló teljesítménye természetesen magasabb áron jár. Az ügyfelek pénztárcájuk és igényeik alapján választhatják ki a legmegfelelőbb anyagot.