니켈 기반 합금에 대한 완전한 지식
니켈을 기본으로 하고 다른 원소를 첨가한 합금을 니켈 합금이라고 합니다. 니켈은 기계적, 물리적, 화학적 특성이 좋습니다. 적절한 원소를 첨가하면 내산화성, 내식성, 고온 강도가 향상되고 특정 물리적 특성이 향상될 수 있습니다. 니켈 합금은 전자관, 정밀 합금(자성 합금, 정밀 저항 합금, 전열 합금 등), 니켈 기반 고온 합금, 니켈 기반 내식성 합금, 형상 기억 합금 등의 재료로 사용할 수 있습니다. 니켈 합금은 에너지 개발, 화학, 전자, 항법, 항공 및 우주항공과 같은 분야에서 널리 사용됩니다.
니켈은 구리, 철, 망간, 크롬, 실리콘, 마그네슘과 다양한 합금을 형성할 수 있습니다. 그 중 니켈-구리 합금이 유명한 모넬 합금이다. 강도가 높고 가소성이 좋으며 750도 이하의 대기에서 화학적 성질이 안정적입니다. 전기 산업, 진공관, 화학 산업, 의료 장비, 항해 및 조선 산업에서 널리 사용됩니다.
1. 니켈기 합금의 정의
니켈 기반 합금은 일반적으로 Ni 함량이 30wt%를 초과하는 합금이라고 합니다. 일반적인 제품에는 Ni 함량이 50wt%를 초과합니다. 우수한 고온 기계적 강도와 내식성으로 인해 철 기반 및 코발트 기반 합금과 함께 초합금이라고 통칭합니다. (초합금)은 일반적으로 540도 이상의 고온 환경에서 사용되며 다양한 합금 디자인이 선택됩니다. 사용 상황에. 특수 내식 환경, 고온 부식 환경, 고온 기계적 강도가 요구되는 장비에 주로 사용됩니다. 항공우주, 에너지, 석유화학 산업, 특수 전자/광전자공학 및 기타 분야에서 자주 사용됩니다.
적용분야
제품 요구사항 특성
제품 사용법
항공 우주 산업
매우 높은 온도에서도 우수한 기계적 강도를 유지합니다.
항공기 엔진, 가스터빈, 엔진 밸브
에너지 산업
고온 가황 및 고온 산화에 대한 우수한 내성
로 부품, 단열재, 열처리 산업, 석유 및 가스 산업
석유화학 산업
수용액(산, 알칼리, 염화물 이온)에 의한 부식에 강함
담수화 플랜트, 석유화학 송전 파이프라인
전자/광전자공학 일반 산업
일반적으로 낮은 저항성으로 부식이나 고온 환경에 강합니다.
배터리 케이스, 리드 프레임, 컴퓨터 모니터 그릴
2. 기원과 발전
니켈 기반 합금은 1930년대 후반에 개발되었습니다. 영국은 1941년에 처음으로 니켈 기반 합금 Nimonic75(Ni-20Cr-0.4Ti)를 생산했습니다. 크리프 강도를 향상시키기 위해 Al을 첨가하여 Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5 Ti-1.3Al)을 개발했습니다. 1940년대 중반 미국,{14}}1940년대 후반 러시아, 중반 중국{16}}도 니켈 기반 합금을 개발했습니다. 니켈 기반 합금의 개발에는 합금 구성 개선과 생산 기술 혁신이라는 두 가지 측면이 포함됩니다.
예를 들어, 1950년대 초반 진공 제련 기술의 개발로 인해 Al과 Ti 함량이 높은 니켈 기반 합금을 정제할 수 있는 조건이 조성되었으며, 이로 인해 합금 강도와 사용 온도가 크게 향상되었습니다. 1950년대 후반에는 터빈 블레이드의 작동 온도가 증가함에 따라 합금에 더 높은 고온 강도가 요구되었습니다. 그러나 합금의 강도가 높으면 변형이 어렵거나 불가능할 수도 있습니다. 따라서 정밀 주조 기술을 사용하여 고온 강도가 우수한 일련의 합금을 개발했습니다. 주조 합금의. 중반에는-1960더 나은 성능을 지닌 방향성 결정화 및 단결정 초합금뿐만 아니라 분말 야금 초합금도 개발되었습니다.
선박 및 산업용 가스 터빈의 요구를 충족시키기 위해 1960년대부터 우수한 열간 내식성과 안정적인 구조를 갖춘 다수의 고Cr 니켈 기반 합금이 개발되었습니다. 1940년대 초반부터 1970년대 후반까지 약 40년 동안 니켈 기반 합금의 작동 온도는 700도에서 1,100도로 높아졌으며, 이는 연평균 약 10도씩 증가했습니다. 오늘날 니켈 기반 합금의 사용 온도는 1,100도를 초과할 수 있습니다. 앞서 언급한 단순한 조성의 Nimonic75 합금부터 최근 개발된 MA6000 합금까지 1,100도에서 인장강도는 2,220MPa, 항복강도는 192MPa에 이릅니다. 지속강도는 1,100도/137MPa 조건에서 약 1,000시간에 달하며 항공기 엔진 블레이드에 사용 가능하다.
