Nikkelin ja kromielementtien rooli nikkelikromi-sähkölämmityslangan pääkomponentteina seosmateriaaleissa

Nikkelikromi sähkölämmityslanka on nimensä mukaisesti korkean lämpötilan sähkölämmitysseosmateriaali, joka on valmistettu sulattamalla elementtejä, kuten nikkeliä ja kromia tietyssä suhteessa. Yleensä Cr-alkuaineen pitoisuus on 15-30 prosenttia, kun taas Ni-alkuaineen pitoisuus on 29-80 prosenttia. Se on austeniittisessa rakenteessa ja jakautuu pääasiassa Cr20Ni80:een, Cr30Ni70:een, Cr15Ni60:een, Cr20Ni35:een, Cr20Ni30:een jne. koostumuksen mukaan. Yllä olevasta voidaan nähdä, että nikkelikromi-sähkölämmityslankojen tärkeimmät alkuainekomponentit ovat nikkeli ja kromi. Alla esittelemme nikkeli- (Ni) ja kromi (Cr) -elementtien roolia nikkelikromi-sähköuunin johdoissa.
1, Nikkelin rooli metalliseoksissa
Nikkeli vahvistaa ferriittiä ja jalostaa seoksissa olevaa perliittiä, jolloin kokonaisvaikutus lisää lujuutta eikä sillä ole merkittävää vaikutusta plastisuuteen. Yleisesti ottaen vähähiiliselle teräkselle, jota käytetään valssatussa, normalisoidussa tai hehkutetussa tilassa ilman karkaisu- ja karkaisukäsittelyä, tietty määrä nikkeliä voi parantaa seoksen lujuutta heikentämättä merkittävästi sen sitkeyttä. Tilastojen mukaan jokainen 1 prosentin lisäys nikkelissä voi lisätä lujuutta noin 29,41 Pa. Nikkelipitoisuuden kasvaessa lejeeringin myötöraja kasvaa nopeammin kuin vetolujuus, joten nikkeliä sisältävän teräksen myötölujuus voi olla suurempi kuin tavallisen hiiliteräksen. Nikkeli ei ainoastaan ​​paranna metalliseosten lujuutta, vaan sillä on myös vähemmän vaurioita sitkeydelle, plastisuudelle ja muille prosessiominaisuuksille kuin muut seoselementit. Keskihiilisessä teräksessä nikkeli alentaa perliitin muuntumislämpötilaa ja tekee perliitistä hienompaa; Koska nikkeli vähentää hiilipitoisuutta eutektoidipisteessä, sen perliittimäärä on suurempi verrattuna saman hiilipitoisuuden omaavaan hiiliteräkseen, jolloin nikkeliä sisältävän perliittiferriittiteräksen lujuus on suurempi kuin saman hiilipitoisen hiiliteräksen. Päinvastoin, jos teräksen lujuus on sama, voidaan nikkelipitoisen teräksen hiilipitoisuutta vähentää sopivasti, mikä parantaa teräksen sitkeyttä ja plastisuutta. Nikkeli voi parantaa teräksen väsymiskestävyyttä ja vähentää sen herkkyyttä loville. Nikkeli alentaa teräksen matalalämpöistä haurautta siirtymälämpötilaa, jolla on suuri merkitys matalan lämpötilan teräkselle. 3,5 prosenttia nikkeliä sisältävää terästä voidaan käyttää -100 asteessa, kun taas 9 prosenttia nikkeliä sisältävää terästä voidaan käyttää -196 asteessa. Nikkeli ei lisää teräksen virumiskestävyyttä, joten sitä ei yleensä käytetä kuumalujuusteräksen vahvistuselementtinä.
Korkean nikkelipitoisuuden omaavien rauta-nikkeliseosten lineaarinen laajenemiskerroin muuttuu merkittävästi nikkelipitoisuuden kasvaessa tai pienentyessä. Tätä ominaisuutta hyödyntämällä voidaan suunnitella ja valmistaa tarkkuusseoksia, bimetallimateriaaleja jne., joilla on erittäin pieni tai tietty lineaarinen laajenemiskerroin. Lisäksi teräkseen lisätty nikkeli ei kestä vain happoa, vaan myös alkaleja, ja sillä on korroosionkestävyys ilmakehää ja suolaa vastaan. Nikkeli on yksi tärkeimmistä ruostumattoman ja haponkestävän teräksen elementeistä.

(1) Mikrorakenteen ja lämpökäsittelyn vaikutus teräkseen
V. Nikkelillä ja raudalla voi olla ääretön määrä kiinteää liuosta. Nikkeli laajentaa raudan austeniittivyöhykettä lisäämällä A4-pistettä ja alentaen A3-pistettä, ja se on tärkein seosaine austeniitin muodostamiseen ja stabilointiin
B. Nikkeli ja hiili eivät muodosta karbideja
C. Vähennä eutektoidiperliitin hiilipitoisuutta. Sen vaikutus on toiseksi vain typen jälkeen ja voimakkaampi kuin mangaanilla.
(2) Vaikutus teräksen mekaanisiin ominaisuuksiin
A. Ferriitin vahvistaminen ja perliitin jalostaminen ja lisääminen teräksen lujuuden parantamiseksi vaikuttamatta merkittävästi sen plastisuuteen
B. Nikkelipitoisen teräksen hiilipitoisuutta voidaan vähentää sopivasti, mikä parantaa sitkeyttä ja plastisuutta
C. Paranna teräksen väsymiskestävyyttä ja vähennä sen herkkyyttä loville
D. Koska nikkelillä on vain vähän vaikutusta teräksen karkauttavuuden ja karkaisustabiilisuuden parantamiseen, sillä on vain vähän merkitystä karkaistun ja karkaistun teräksen kannalta
E. Alenna teräksen haurastumisen siirtymälämpötilaa matalassa lämpötilassa. Terästä, joka sisältää 3,5 prosenttia Ni:tä, voidaan käyttää -100 asteessa, kun taas terästä, joka sisältää 9 prosenttia Ni:tä, voidaan käyttää -196 asteessa
(3) Vaikutus teräksen fysikaalisiin, kemiallisiin ja prosessiominaisuuksiin
A. Vähennä voimakkaasti teräksen lämmönjohtavuutta ja johtavuutta
B. Austeniittista terästä Ni<30% presents paramagnetism, that is, nonmagnetic steel. Fe Ni alloys with Ni>30 prosenttia on tärkeitä tarkkuuspehmeitä magneettisia materiaaleja
C. Teräksellä, joka sisältää yli 15 prosenttia -20 prosenttia nikkeliä, on korkea korroosionkestävyys rikkihappoa ja kloorivetyhappoa vastaan, mutta se ei voi vastustaa typpihapon korroosiota. Kaiken kaikkiaan nikkeliä sisältävällä teräksellä on tietty korroosionkestävyys happoja, emäksiä, suoloja ja ilmakehää vastaan. Nikkeliä sisältävällä niukkaseosteisella teräksellä on myös korkeampi korroosion väsymiskestävyys. Nikkeliä sisältävä teräs on altis lämpöhaurastumiselle ja syövyttävälle huokoisuudelle, kun sitä kuumennetaan rikkiä ja hiilimonoksidia sisältävässä ilmakehässä
D. Austeniittisia hitsaustankoja tulee käyttää korkeamman nikkelipitoisuuden omaavien terästen hitsaukseen halkeamien estämiseksi
E. Nikkeliä sisältävässä teräksessä esiintyy alttiita nauharakenteen ja valkopilkkuvirheitä, ja ne tulisi estää tuotantoprosessissa
(4) Teräskäyttö
A. Puhdasta nikkeliterästä käytetään vain, kun vaaditaan erityisen suurta iskunkestävyyttä tai alhaisia ​​käyttölämpötiloja
B. Nikkelikromi tai nikkelikromi-molybdeeniteräs, jota käytetään mekaanisessa valmistuksessa, voi saavuttaa kattavat mekaaniset ominaisuudet, joilla on hyvä lujuus ja sitkeys lämpökäsittelyn jälkeen. Nikkeliä sisältävä teräs soveltuu erityisen hyvin komponenteille, jotka vaativat pintahiiletystä
C. Nikkeli on runsasseosteisessa austeniittisessa ruostumattomassa ja lämmönkestävässä teräksessä oleva austenisoiva elementti, joka voi tarjota hyvät kokonaisominaisuudet. Se koostuu pääasiassa NiCr-sarjan teräksestä, CrMnN-, CrAlSi-, FeAlMn-teräksestä ja voi korvata CrNi-sarjan teräksen joissakin sovelluksissa.
D. Nikkelin niukkuuden vuoksi se on myös tärkeä strateginen materiaali. Jos suorituskykyvaatimuksia on mahdotonta täyttää käyttämättä muita seoselementtejä, nikkeliä tulee käyttää teräksen seoselementtinä mahdollisimman paljon.

2, Kromin (Cr) rooli metalliseoksissa
Kromi voi lisätä metalliseosten kovettuvuutta ja sillä on toissijainen karkaisuvaikutus. Se voi parantaa korkeahiilisen teräksen kovuutta ja kulutuskestävyyttä tekemättä teräksestä hauras; Kun pitoisuus ylittää 12 prosenttia. Se tarjoaa teräkselle hyvän hapettumisenkestävyyden korkeissa lämpötiloissa ja kestävyyttä keskikorroosiota vastaan. Se lisää myös teräksen lämpölujuutta, ja kromi on ruostumattoman haponkestävän ja lämmönkestävän teräksen tärkein seosaine.
Kromi voi parantaa hiiliteräksen lujuutta ja kovuutta valssatussa tilassa. Vähennä venymistä ja pienennä pinta-alaa. Kun kromipitoisuus ylittää 15 prosenttia, lujuus ja kovuus pienenevät, kun taas venymä ja pinta-alan pieneneminen vastaavasti lisääntyvät. Kromiterästä sisältävillä osilla voidaan helposti saavuttaa korkea pintakäsittelylaatu hionnan jälkeen.
Kromin päätehtävä karkaistussa ja karkaistussa rakenneteräksessä on parantaa sen karkaisua. Karkaisun ja karkaisun jälkeen teräksellä on hyvät kokonaisvaltaiset mekaaniset ominaisuudet, ja kromipitoisia karbideja voidaan muodostaa myös hiiltyneeseen teräkseen, mikä parantaa materiaalipinnan kulutuskestävyyttä. Kromia sisältävä jousiteräs ei poistu helposti lämpökäsittelyn aikana. Kromi voi parantaa työkaluteräksen kulutuskestävyyttä, kovuutta ja punaista kovuutta. Sillä on hyvä karkaisun vakaus. Sähkölämmitysseoksissa kromi voi parantaa lejeeringin hapettumiskestävyyttä, kestävyyttä ja lujuutta. (1) Mikrorakenteen ja lämpökäsittelyn vaikutus teräkseen
A. Kromi ja rauta muodostavat jatkuvan kiinteän liuoksen, mikä pienentää austeniittifaasin pinta-alaa. Kromi muodostaa erilaisia ​​karbideja hiilen kanssa, ja sen affiniteetti hiilen kanssa on suurempi kuin raudalla ja mangaanilla, mutta pienempi kuin volframilla, molybdeenillä jne. Kromi ja rauta voivat muodostaa metallien välisiä yhdisteitä σ-faasi (FeCr)
B. Kromi vähentää hiilen pitoisuutta perliitissä ja hiilen lopullista liukoisuutta austeniitissa C:llä, hidastaa austeniitin hajoamisnopeutta, parantaa merkittävästi teräksen karkenevuutta, mutta myös lisää teräksen taipumusta karkaistumiseen
(2) Vaikutus teräksen mekaanisiin ominaisuuksiin
A. Teräksen lujuuden ja kovuuden parantaminen. Kun muita seosaineita lisätään, vaikutus on merkittävämpi. B. Teräksen haurauden siirtymälämpötilan merkittävä nousu
C. Fe Cr -seoksissa, joissa on korkea kromipitoisuus, σ-faasisaostuminen johtaa iskunkestävyyden jyrkkään laskuun
(3) Vaikutus teräksen fysikaalisiin, kemiallisiin ja prosessiominaisuuksiin
A. Paranna teräksen kulutuskestävyyttä, ja hionnan jälkeen on helppo saada korkea pintakäsittely
B. Vähennä teräksen johtavuutta ja vähennä vastuksen lämpötilakerrointa
C. Teräksen koersitiivin ja jäännösmagneettisen induktion parantaminen. Käytetään laajasti kestomagneettiterästen valmistuksessa
D. Kromi edistää passivointikalvon muodostumista teräksen pinnalle, ja kun kromia on tietty määrä, se parantaa merkittävästi teräksen (erityisesti typpihapon) korroosionkestävyyttä. Jos kromikarbidi saostuu, teräksen korroosionkestävyys heikkenee
E. Teräksen hapettumisenkestävyyden parantaminen
F. Dendriittiset erottelut muodostuvat helposti kromiteräksessä, mikä vähentää teräksen plastisuutta
G. Kun teräksen lämmönjohtavuus laskee kromin vaikutuksesta, lämpötilaa on nostettava hitaasti kuumatyöstön aikana ja jäähdytettävä hitaasti takomisen ja valssauksen jälkeen
(4) Teräskäyttö
A. Kromia käytetään pääasiassa seostetussa rakenneteräksessä parantamaan karkenevuutta ja muodostamaan kromipitoisia karbideja hiiltyneelle pinnalle kulutuksenkestävyyden parantamiseksi
B. Kattavat ominaisuudet kromin ja muiden seosalkuaineiden käytön jousiteräksessä
C. Kromin erikoiskarbidien panosta kulutuskestävyyteen ja korkean pinnan kiillon etua hionnan jälkeen hyödynnetään pääasiassa laakeriteräksissä
D. Kromia käytetään pääasiassa työkaluteräksissä ja pikateräksissä parantamaan kulutuskestävyyttä, ja sillä on tietty karkaisuvakaus ja sitkeys

E. Ruostumattomassa teräksessä ja kuumuutta kestävässä teräksessä olevaa kromia käytetään usein yhdessä mangaanin, typen, nikkelin jne. kanssa. Austeniittista terästä muodostettaessa tulee olla tietty suhde stabiilissa ferriitissä olevan kromin ja mangaanin välillä, nikkelin stabiilissa austeniitissa, esim. kuten Cr18Ni9 jne