Přehled výzkumu a aplikace slitin mědi a niklu, včetně výzkumu klasifikace, vlastností a aplikací a požadavků na výkon slitin mědi a niklu
Abstrakt: Rychlý rozvoj námořního průmyslu klade rostoucí požadavky na materiály pro lodní inženýrství, včetně bílé mědi, která je široce používána v lodích, některých elektrárnách a při odsolování mořské vody. Vzhledem k tomu, že podléhá dlouhodobé erozi a korozi mořskou vodou, pokud odolnost proti korozi nesplňuje požadavky použití, dojde k selhání koroze, což má za následek obrovské ztráty. Bílá měď proto přitahuje stále větší pozornost díky své dobré odolnosti proti korozi v mořské vodě (zejména dobrému výkonu při erozi) a odolnosti proti korozi, vynikajícímu zpracování za studena i za tepla a vysoké pevnosti v tahu, meze kluzu a dalším vlastnostem.
Klíčová slova: bílá měď; složení; odolnost proti korozi; aplikace
Klasifikační číslo CTL: TG146.15 Kód dokumentu: A
S rozvojem námořního průmyslu se výběr materiálů pro chladicí systémy s mořskou vodou vyvinul z rané TUP mědi, hliníkové mosazi a nerezové oceli k současné slitině mědi a niklu s lepší odolností proti korozi mořské vody. Bílá měď používá jako hlavní prvek nikl a obsahuje malé množství Fe, Mn a dalších prvků k vytvoření kontinuálního jednofázového tuhého roztoku, který mu dodává dobrou tažnost, odolnost proti nárazu a tepelnou stabilitu. Nekonečný tuhý roztok mědi a niklu zároveň zabraňuje fázové přeměně při pozdějším zpracování za tepla a za studena, takže má malý vliv na mechanické vlastnosti a korozní odolnost slitiny. Tento článek představuje různé slitiny bílé mědi a jejich aplikace a shrnuje pokrok ve výzkumu slitin mědi a niklu. Obrázek 1 ukazuje systém pobřežních plošin a obrázek 2 ukazuje požadavky na materiálové vlastnosti.
1. Klasifikace slitin mědi a niklu
Tabulka 1 ukazuje jakost a elementární složení slitiny měďnatého niklu. Cupronickel lze rozdělit na manganový nikl, železný, běžný, hliníkový a zinkový. Vzhledem k různému obsahu prvku Ni jsou jeho vlastnosti odlišné a také příležitosti použití jsou různé. odlišný. Díky své nenahraditelné odolnosti proti korozi a mnoha vlastnostem lepším než tradiční slitiny má velký aplikační potenciál.
2. Vlastnosti a aplikace slitin mědi a niklu
Obyčejná bílá měď je obecně strukturní slitina mědi a niklu. Kromě vysoké odolnosti proti korozi má také dobré komplexní mechanické vlastnosti při vysokých a nízkých teplotách, tedy dobrou plasticitu a houževnatost. Obvykle se používá jako tyče nebo pásy. Současně lze přidáním některých stopových slitinových prvků, jako je Fe, Mn, Zn a Al na bázi běžné bílé mědi, dosáhnout speciálních požadavků na výkon v praktických aplikacích a lépe vyhovět průmyslovým potřebám. Nejpoužívanější železo-niklová měď je BFe10-1-1 (C70600) a
obrázek.png
BFe30-1-1 (C71500), kde je hmotnostní podíl Ni mezi 30 % a 10 %, má slitina širší pasivační rozsah a nejlepší odolnost proti korozi. Slitina má také super silnou odolnost proti erozi a korozi mořskou vodou a nazývá se "slitina pro námořní inženýrství". Hlavní aplikace mědi a slitin mědi v oblasti lodního inženýrství jsou uvedeny v tabulce 2.
Slitiny BFe{0}} a BFe{1}} mají výhody dobré odolnosti proti erozi a korozi mořskou vodou, vysoký koeficient přenosu tepla, vynikající mechanické/svařovací vlastnosti, inhibici mořské mikrobiální adheze atd. a jsou široce používány v hlavních a pomocných motorech lodi. Potrubí chladicí vody, potrubí protipožární ochrany na plošinách pro těžbu ropy na moři, výměníky tepla v elektrárnách, kondenzátory v pobřežních jaderných elektrárnách a ohřívače solanky ve vícestupňových zařízeních pro rychlé odpařování pro odsolování mořské vody [2-4]. Slitina BFe30-1-1 má zároveň vyšší pevnost a používá se také ve vysoce pevných konstrukčních dílech, jako jsou hřídele, spojovací prvky, dříky ventilů a příruby některých námořních zařízení. Slitina BFe30-2-2, která je odolná vůči korozi způsobené mořskou vodou a korozi písku, byla vyvinuta, aby se vypořádala s problémem vysokého obsahu písku v mořské vodě ve Východočínském moři [5]. BFe10-1-1
obrázek.png
Mechanické vlastnosti trubek ze slitiny BFe{{0}} v tvrdém stavu by měly splňovat: pevnost v tahu větší nebo rovna 370MPa, mez kluzu větší nebo rovna 150MPa, prodloužení větší nebo rovné 18 %, Tvrdost podle Vickerse Větší nebo rovna 85; odolnost proti korozi: množství koroze (50 stupňů, 3,5 % NaCl mořská voda) Menší nebo rovno 0,025 mm/rok, není povolena důlková koroze. Manganová bílá měď (slitina BMn{10}}) má střední odporový koeficient, malý odporový teplotní koeficient a je relativně stabilní. Díky svým dobrým elektrickým vlastnostem lze slitinu BMn{11}} použít k výrobě standardních rezistorů a odporových součástek dalších přesných přístrojů. S vývojem doby jsou požadavky na přesnost přístrojů stále vyšší a vyšší, takže výzkum této slitiny nemůže zůstat jen u změny složení a obsahu slitiny [6]. Prostřednictvím žíhání, selhání horizontálního vytlačování a tažení má slitina BMn{13}} speciální koherentní dvojité hranice, které mohou zlepšit pevnost materiálu, aniž by to ovlivnilo vodivost materiálu. Slitina BMn40-1.5 je elektrická slitina mědi a niklu, která se používala dříve než slitina BMn{17}}. Díky menšímu teplotnímu koeficientu odporu má lepší tepelnou odolnost a lze jej použít v širším teplotním rozsahu. Ve srovnání se slitinou BMn3-12 má slitina BMn40-1.5 vyšší termoelektrický potenciál proti mědi, takže je vhodná pro přesné rezistory, posuvné odpory, spouštěcí a regulační transformátory a odporové tenzometry pro střídavý proud [8 ]. Hliník-niklová měď má jak vysokou pevnost, tak dobrou plasticitu a houževnatost. Mezi nimi se slitina BAl13-3 často používá k výrobě dílů s vyšší odolností proti korozi a slitina BAl{26}}.5 se používá k výrobě plochých pružin s důležitým využitím. Po dlouhou dobu, aby se zlepšil výkon hliník-niklové mědi, se často přidává malé množství stopových prvků k vytvoření zesílené matrice hliník-niklové mědi, která má dobrou vodivost při zachování vysoké pevnosti, aby vyhovovala požadavkům praktické aplikace. . Protože hliník-niklová měď má vysokou pevnost, vysokou elektrickou vodivost a dobrou odolnost proti opotřebení, lze ji použít jako potenciální materiál pro olověné rámy a díly odolné proti opotřebení [9-11].
Zinkový kupronnikl (slitina BZn18-18BZn15-20) se také nazývá „německé stříbro“ [12]. Protože zinko-niklová měď má výhody dobré pevnosti v tahu, odolnosti proti únavě a odolnosti proti korozi, používá se hlavně jako pláště součástek nebo krystalů, lékařské vybavení, konstrukční materiály a pláště dechových nástrojů [13].
