Pārskats par vara un niķeļa sakausējumu izpēti un pielietojumu, ieskaitot pētījumus par vara un niķeļa sakausējumu klasifikāciju, īpašībām un pielietojumu, kā arī veiktspējas prasībām
Kopsavilkums: Jūras nozares straujā attīstība ir izvirzījusi arvien lielākas prasības attiecībā uz kuģu inženierijas pielietojuma materiāliem, tostarp balto varu, ko plaši izmanto kuģos, dažās spēkstacijās un jūras ūdens atsāļošanā. Tā kā tas ir pakļauts ilgstošai jūras ūdens erozijai un korozijai, ja izturība pret koroziju neatbilst lietošanas prasībām, radīsies korozijas kļūme, kā rezultātā radīsies milzīgi zaudējumi. Tāpēc baltais varš ir piesaistījis arvien lielāku uzmanību, pateicoties tā labajai jūras ūdens korozijas izturībai (īpaši labajai erozijas korozijas veiktspējai) un korozijas noguruma izturībai, lieliskai aukstās un karstās apstrādes veiktspējai, kā arī augstajai stiepes izturībai, tecēšanas izturībai un citām īpašībām.
Atslēgvārdi: baltais varš; sastāvs; izturība pret koroziju; pieteikumu
CTL klasifikācijas numurs: TG146.15 Dokumenta kods: A
Attīstoties kuģniecības nozarei, jūras ūdens dzesēšanas sistēmu materiālu izvēle ir attīstījusies no agrīnā TUP vara, alumīnija misiņa un nerūsējošā tērauda līdz pašreizējam vara-niķeļa sakausējumam ar labāku izturību pret jūras ūdens koroziju. Baltais varš izmanto niķeli kā galveno elementu un satur nelielu daudzumu Fe, Mn un citu elementu, lai izveidotu nepārtrauktu vienfāzes cieto šķīdumu, nodrošinot tam labu elastību, triecienizturību un termisko stabilitāti. Tajā pašā laikā bezgalīgais cietais vara un niķeļa šķīdums novērš fāzes transformāciju vēlākas karstās un aukstās apstrādes laikā, tāpēc tas maz ietekmē sakausējuma mehāniskās īpašības un izturību pret koroziju. Šis raksts iepazīstina ar dažādiem baltā vara sakausējumiem un to pielietojumiem, kā arī apkopo vara-niķeļa sakausējumu izpētes gaitu. 1. attēlā parādīta ārzonas platformu sistēma, bet 2. attēlā - materiāla veiktspējas prasības.
1. Vara-niķeļa sakausējumu klasifikācija
1. tabulā parādīta vara niķeļa sakausējuma pakāpe un elementu sastāvs. Cupronickel var iedalīt mangāna cupronickel, dzelzs cupronickel, parastā cupronickel, alumīnija cupronickel un cinka cupronickel. Tā kā Ni elementa saturs ir atšķirīgs, tā īpašības ir atšķirīgas, un arī pielietošanas gadījumi ir atšķirīgi. savādāk. Pateicoties tā neaizvietojamajai izturībai pret koroziju un daudzām īpašībām, kas ir labākas par tradicionālajiem sakausējumiem, tam ir liels pielietojuma potenciāls.
2. Vara-niķeļa sakausējumu īpašības un pielietojums
Parastais baltais varš parasti ir strukturāls vara un niķeļa sakausējums. Papildus augstajai izturībai pret koroziju tai ir arī labas visaptverošas mehāniskās īpašības augstā un zemā temperatūrā, tas ir, laba plastika un stingrība. To parasti izmanto kā stieņus vai sloksnes. Tajā pašā laikā, pievienojot dažus sakausējuma elementus, piemēram, Fe, Mn, Zn un Al, pamatojoties uz parasto balto varu, var sasniegt īpašas veiktspējas prasības praktiskos lietojumos un labāk apmierināt rūpnieciskās vajadzības. Visplašāk izmantotais dzelzs-niķeļa varš ir BFe10-1-1 (C70600) un
image.png
BFe30-1-1 (C71500), ja Ni masas daļa ir no 30% līdz 10%, sakausējumam ir plašāks pasivācijas diapazons un vislabākā izturība pret koroziju. Sakausējumam ir arī īpaši spēcīga izturība pret jūras ūdens eroziju un koroziju, un to sauc par "jūras inženierijas sakausējumu". Vara un vara sakausējumu galvenie pielietojumi jūras inženierijas jomā ir parādīti 2. tabulā.
BFe10-1-1 un BFe30-1-1 sakausējumu priekšrocības ir laba izturība pret jūras ūdens eroziju un koroziju, augsts siltuma pārneses koeficients, izcilas mehāniskās/metināšanas īpašības, jūras mikrobu adhēzijas kavēšana utt., un tos plaši izmanto. kuģu galvenajos un palīgdzinējos. Dzesēšanas ūdens caurules, ugunsdrošības cauruļvadi naftas ieguves platformās jūrā, siltummaiņi spēkstacijās, kondensatori piekrastes atomelektrostacijās un sālsūdens sildītāji daudzpakāpju zibens iztvaikošanas ierīcēs jūras ūdens atsāļošanai [2-4]. Tajā pašā laikā BFe30-1-1 sakausējumam ir lielāka izturība, un to izmanto arī augstas stiprības konstrukcijas daļās, piemēram, vārpstās, stiprinājumi, vārstu kāti un dažu jūras ierīču atloki. BFe30-2-2 sakausējums, kas ir izturīgs pret jūras ūdens erozijas koroziju un smilšu koroziju, tika izstrādāts, lai risinātu problēmu ar augstu smilšu saturu jūras ūdenī Austrumķīnas jūrā [5]. BFe10-1-1
image.png
BFe{{0}} sakausējuma cauruļu mehāniskajām īpašībām cietā stāvoklī jāatbilst: stiepes izturība ir lielāka vai vienāda ar 370 MPa, tecēšanas robeža ir lielāka vai vienāda ar 150 MPa, pagarinājums ir lielāks vai vienāds ar 18%. Vickers cietība ir lielāka vai vienāda ar 85; izturība pret koroziju: korozijas daudzums (50 grādi, 3,5% NaCl jūras ūdens) Mazāks vai vienāds ar 0,025 mm/a, nav pieļaujama punktveida korozija. Mangāna baltajam vara (BMn3-12 sakausējums) ir mērens pretestības koeficients, mazs pretestības temperatūras koeficients, un tas ir salīdzinoši stabils. Labo elektrisko īpašību dēļ no BMn3-12 sakausējuma var izgatavot standarta rezistorus un citu precīzijas instrumentu pretestības komponentus. Laikam attīstoties, prasības instrumentu precizitātei kļūst arvien augstākas, tāpēc šī sakausējuma pētījumi nevar apstāties pie sakausējuma sastāva un satura maiņu [6]. Atlaidināšanas, horizontālās ekstrūzijas atteices un vilkšanas procesu rezultātā BMn3-12 sakausējumam ir īpašas saskaņotas dvīņu robežas, kas var uzlabot materiāla izturību, neietekmējot materiāla vadītspēju. BMn40-1.5 sakausējums ir elektrisks vara un niķeļa sakausējums, kas tika izmantots agrāk nekā BMn3-12 sakausējums. Tā kā ir mazāks temperatūras pretestības koeficients, tam ir labāka karstumizturība un to var izmantot plašākā temperatūras diapazonā. Salīdzinot ar BMn3-12 sakausējumu, BMn40-1.5 sakausējumam ir augstāks termoelektriskais potenciāls pret varu, tāpēc tas ir piemērots precīzijas rezistoriem, bīdāmiem rezistoriem, palaišanas un regulēšanas transformatoriem un maiņstrāvas pretestības deformācijas mērierīcēm [8 ]. Alumīnija-niķeļa vara ir gan augsta izturība, gan laba plastika un stingrība. Tostarp BAl13-3 sakausējumu bieži izmanto, lai izgatavotu augstākas izturības pret koroziju izturīgas detaļas, un BAl16-1.5 sakausējumu izmanto, lai izgatavotu plakanas atsperes ar svarīgu pielietojumu. Ilgu laiku, lai uzlabotu alumīnija-niķeļa vara veiktspēju, bieži tiek pievienots neliels daudzums mikroelementu, lai izveidotu pastiprinātu alumīnija-niķeļa vara matricu, kurai ir laba vadītspēja, vienlaikus saglabājot augstu izturību, lai atbilstu praktiskām pielietojuma prasībām. . Tā kā alumīnija-niķeļa vara ir augsta izturība, augsta elektrovadītspēja un laba nodilumizturība, to var izmantot kā potenciālu materiālu svina rāmjiem un nodilumizturīgām daļām [9-11].
Cinka vara niķelis (BZn18-18BZn15-20 sakausējums) tiek saukts arī par "vācu sudrabu" [12]. Tā kā cinka-niķeļa vara priekšrocības ir laba stiepes izturība, noguruma izturība un izturība pret koroziju, to galvenokārt izmanto kā detaļu vai kristālu apvalkus, medicīnas iekārtas, celtniecības materiālus un pūšaminstrumentu apvalkus [13].
