A réz-nikkel ötvözetek kutatásának és alkalmazásának áttekintése, ideértve a réz-nikkel ötvözetek osztályozásával, tulajdonságaival és felhasználásával, valamint teljesítménykövetelményeivel kapcsolatos kutatást
Absztrakt: A tengeri ipar gyors fejlődése egyre nagyobb igényeket támaszt a hajómérnöki alkalmazási anyagokkal szemben, köztük a fehér rézzel szemben, amelyet széles körben használnak hajókban, egyes erőművekben és a tengervíz sótalanításában. Mivel hosszú távú tengervíz eróziónak és korróziónak van kitéve, ha a korrózióállóság nem felel meg a használati követelményeknek, akkor korróziós meghibásodás lép fel, ami hatalmas veszteségeket eredményez. Ezért a fehér réz egyre nagyobb figyelmet keltett jó tengervíz-korrózióállóságának (különösen jó eróziós korróziós teljesítményének) és korróziós fáradtságállóságának, kiváló hideg- és melegfeldolgozási teljesítményének, valamint nagy szakítószilárdságának, folyáshatárának és egyéb tulajdonságainak köszönhetően.
Kulcsszavak: fehér réz; fogalmazás; korrozióállóság; Alkalmazás
CTL besorolási szám: TG146.15 Dokumentumkód: A
A tengeri ipar fejlődésével a tengervíz-hűtőrendszerek anyagválasztása a korai TUP rézből, alumínium sárgarézből és rozsdamentes acélból a jelenlegi réz-nikkel ötvözetté fejlődött, amely jobban ellenáll a tengervíz korróziójának. A fehérréz nikkelt használ fő elemként, és kis mennyiségű vasat, Mn-t és más elemeket tartalmaz, hogy folytonos egyfázisú szilárd oldatot képezzen, ami jó alakíthatóságot, ütésállóságot és hőstabilitást biztosít. A réz és nikkel végtelen szilárd oldata ugyanakkor megakadályozza a fázis átalakulást a későbbi hideg-meleg feldolgozás során, így csekély hatással van az ötvözet mechanikai tulajdonságaira és korrózióállóságára. Ez a cikk bemutatja a különböző fehér rézötvözeteket és azok alkalmazását, valamint összefoglalja a réz-nikkel ötvözetek kutatásának előrehaladását. Az 1. ábra a tengeri platformrendszert mutatja, a 2. ábra pedig az anyagteljesítményre vonatkozó követelményeket.
1. A réz-nikkel ötvözetek osztályozása
Az 1. táblázat a réz-nikkel-ötvözet minőségét és elemösszetételét mutatja. A cupronickel mangán réz-nikkelre, vas-réz-nikkelre, közönséges réz-nikkelre, alumínium-réz-nikkelre és cink-réz-nikkelre osztható. A Ni elem eltérő tartalma miatt eltérőek a tulajdonságai, és eltérőek az alkalmazási alkalmak is. különböző. Pótolhatatlan korrózióállósága és számos, a hagyományos ötvözeteknél jobb tulajdonsága miatt nagy alkalmazási potenciállal rendelkezik.
2. A réz-nikkel ötvözetek tulajdonságai és alkalmazásai
A közönséges fehér réz általában egy szerkezeti réz-nikkel ötvözet. Magas korrózióállósága mellett magas és alacsony hőmérsékleten is jó átfogó mechanikai tulajdonságokkal, azaz jó plaszticitással és szívóssággal rendelkezik. Általában rúdként vagy szalagként használják. Ugyanakkor egyes nyomelemek, például Fe, Mn, Zn és Al közönséges fehérréz alapú ötvözet hozzáadásával speciális teljesítménykövetelmények érhetők el a gyakorlati alkalmazásokban, és jobban megfelelnek az ipari igényeknek. A legszélesebb körben használt vas-nikkel réz a BFe10-1-1 (C70600), ill.
image.png
BFe30-1-1 (C71500), ha a Ni tömeghányada 30% és 10% között van, az ötvözet passzivációs tartománya szélesebb és a legjobb korrózióállóság. Az ötvözet rendkívül erős ellenálló képességgel rendelkezik a tengervíz eróziójával és korróziójával szemben is, és "tengerészeti mérnöki ötvözetnek" nevezik. A réz és rézötvözetek főbb alkalmazási lehetőségeit a hajómérnökség területén a 2. táblázat mutatja be.
A BFe10-1-1 és BFe30-1-1 ötvözetek előnyei: jó ellenállás a tengervíz eróziójával és korróziójával szemben, magas hőátbocsátási tényező, kiváló mechanikai/hegesztési tulajdonságok, gátolja a tengeri mikrobiális adhéziót stb., és széles körben használják őket. hajók fő- és segédmotorjaiban. Hűtővízcsövek, tűzvédelmi csővezetékek tengeri olajtermelő platformokon, hőcserélők erőművekben, kondenzátorok part menti atomerőművekben és sóoldat-fűtőberendezések többlépcsős gyorselpárologtató berendezésekben tengervíz sótalanítására [2-4]. Ugyanakkor a BFe30-1-1 ötvözet nagyobb szilárdságú, és olyan nagy szilárdságú szerkezeti részekben is használatos, mint például tengelyek, kötőelemek, szelepszárak és egyes tengeri eszközök karimái. A BFe30-2-2 ötvözetet, amely ellenáll a tengervíz eróziós korróziójának és a homok korróziójának, a Kelet-kínai-tenger tengervíz magas homoktartalmának problémájának kezelésére fejlesztették ki [5]. BFe10-1-1
image.png
A BFe{{0}} ötvözetből készült csövek kemény állapotú mechanikai tulajdonságainak meg kell felelniük: szakítószilárdság 370 MPa vagy annál nagyobb, folyáshatár 150 MPa vagy nagyobb, nyúlás 18% vagy nagyobb, Vickers-keménység 85 vagy annál nagyobb; korrózióállóság: korróziós mennyiség (50 fok, 3,5% NaCl tengervíz) 0,025 mm/a vagy annál kisebb, pontszerű korrózió nem megengedett. A mangán fehér réz (BMn3-12 ötvözet) közepes ellenállási együtthatóval, kis ellenállási hőmérsékleti együtthatóval rendelkezik, és viszonylag stabil. Jó elektromos tulajdonságai miatt a BMn3-12 ötvözet felhasználható más precíziós műszerek szabványos ellenállásainak és rezisztens alkatrészeinek előállítására. Az idők fejlődésével a műszerek pontosságával szemben támasztott követelmények egyre magasabbak, így az ötvözet kutatása nem állhat meg az ötvözet összetételének és tartalmának megváltoztatásánál [6]. Az izzítás, a vízszintes extrudálás meghibásodása és a húzási folyamatok révén a BMn3-12 ötvözet speciális koherens ikerhatárokkal rendelkezik, amelyek az anyag vezetőképességének befolyásolása nélkül javíthatják az anyag szilárdságát. A BMn40-1.5 ötvözet egy elektromos réz-nikkel ötvözet, amelyet korábban használtak, mint a BMn3-12 ötvözetet. Kisebb hőmérsékleti ellenállási együtthatója miatt jobb a hőállósága, és szélesebb hőmérsékleti tartományban használható. A BMn3-12 ötvözethez képest a BMn40-1.5 ötvözet nagyobb hőelektromos potenciállal rendelkezik a rézzel szemben, így alkalmas precíziós ellenállásokhoz, csúszóellenállásokhoz, indító- és szabályozó transzformátorokhoz, valamint váltóáramú ellenállás nyúlásmérőkhöz [8 ]. Az alumínium-nikkel réz nagy szilárdsággal és jó plaszticitással és szívóssággal rendelkezik. Közülük a BAl13-3 ötvözetet gyakran nagyobb szilárdságú korrózióálló alkatrészek, a BAl16-1.5 ötvözetet pedig fontos felhasználású laprugók készítésére használják. Hosszú ideig az alumínium-nikkel réz teljesítményének javítása érdekében gyakran kis mennyiségű nyomelemet adnak hozzá, hogy megerősített alumínium-nikkel réz mátrixot hozzanak létre, amely jó vezetőképességgel rendelkezik, miközben megőrzi a nagy szilárdságot, hogy megfeleljen a gyakorlati alkalmazási követelményeknek. . Mivel az alumínium-nikkel réz nagy szilárdsággal, nagy elektromos vezetőképességgel és jó kopásállósággal rendelkezik, potenciális anyagként használható ólomkeretek és kopásálló alkatrészek számára [9-11].
A cink-réz-nikkelt (BZn18-18BZn15-20 ötvözet) „német ezüstnek” is nevezik [12]. Mivel a cink-nikkel réz előnyei a jó szakítószilárdság, a fáradtságállóság és a korrózióállóság, főként alkatrészek vagy kristályok, orvosi berendezések, építőanyagok és fúvós hangszerek héjaként használják [13].
