Նիկելի հալման կետը

1. Ներածություն

Նիկել (քիմիական նշանն է, ատոմային համարը 28) ճկուն է, Գրուպին պատկանող արծաթափայլ անցումային մետաղ 10 պարբերական համակարգից.

NIST-ի և Քիմիայի թագավորական ընկերության հեղինակավոր թերմոդինամիկ տվյալները հաստատում են, որ մաքուր նիկելն ունի հալման ստանդարտ կետ. 1455 ° C (2651 ° f, 1728 Ք).

Տարրական մետաղը գործնական առումով ունի մեկ հալման կետ, բայց նիկելի հիմքով համաձուլվածքները սովորաբար հալվում են որոշակի տիրույթում, քանի որ համաձուլվածքը փոխում է պինդուսի և հեղուկի ջերմաստիճանը.

Նիկելի հալման պահվածքը պատճառներից մեկն է, որ այն այդքան լայնորեն օգտագործվում է կոռոզիոն դիմացկուն և ջերմակայուն արտադրանքներում:.

Առևտրային նիկելի և նիկելի հիմքի համաձուլվածքները հանդիպում են քիմիական մշակման սարքավորումներում, He երմափոխանակիչներ, վառարանների սարքավորումներ, ծովային ծառայություն, և բարձր ջերմաստիճանի կառուցվածքային մասեր, որտեղ ջերմային կայունությունը և վերահսկվող ամրացումը նույնքան կարևոր են, որքան ուժը.

2. Մաքուր նիկելի հալման կետը

Տարրական մետաղի համար, նիկելը սովորաբար վերաբերվում է որպես ա մեկ հալման կետով նյութ այլ ոչ թե լայն շրջանակի համաձուլվածք.

Տարբեր տեխնիկական աղբյուրներից հրապարակված արժեքները չափազանց մոտ են, դա այն է, ինչ ինժեներները ցանկանում են տեղեկատու մետաղից: կայուն թիվ, որը կարող է վստահորեն օգտագործվել գործընթացի նախագծման մեջ.

Մաքուր նիկելի ներկայացուցչական արժեքներ

Փոքր տարածումը 1453°C-ի և 1455°C-ի միջև նորմալ է հալման հրապարակված տվյալների համար.

Այն արտացոլում է մաքրության տարբերությունները, չափման մեթոդ, և կլորացնելով կոնվենցիաները, այլ ոչ թե բուն մետաղի որևէ իմաստալից փոփոխություն.

Ինժեներական նպատակներով, մաքուր նիկելը պետք է վերաբերվի որպես մետաղի, որի հալման ջերմաստիճանը մոտ է 1455° C.

3. Նիկելի համաձուլվածքներ և հալման միջակայքեր

Նիկելի հիմքով համաձուլվածքները իրենց մաքուր նիկելի նման չեն պահում.

Երբ ավելացվեն այլ տարրեր, խառնուրդը սովորաբար զարգանում է ա շիկացած մի քանազոր հեղուկ, այնպես որ մետաղը սկսում է հալվել մեկ ջերմաստիճանում և ավարտում է հալվելը ավելի բարձր ջերմաստիճանում.

Ահա թե ինչու համաձուլվածքների տվյալների թերթիկները հաղորդում են ա հալման միջակայք մեկ կետի փոխարեն.

4. Գործոններ, որոնք ազդում են նիկելի հալման վարքի վրա

Մաքրություն

Մաքրությունը առաջին և ամենակարևոր գործոնն է.

Մաքուր նիկելը ցույց է տալիս սինգլ, կտրուկ սահմանված հալման կետ, մինչդեռ կոմերցիոն առումով մաքուր դասարաններ, ինչպիսիք են նիկելը 200/201 ցույց են տալիս հալման նեղ միջակայք, քանի որ նույնիսկ փոքր կազմի տարբերությունները կարևոր են.

Որքան նյութը մոտ է տարրական նիկելին, այնքան ավելի մոտ է այն իրեն պահում մեկ կետով անցումին.

Լեգիրային հավելումներ

Լեգիրումը նիկելի նյութերի հալման միջակայքերը զարգացնող հիմնական պատճառն է.

Պղնձի հավելումներ, քրոմ, երկաթ, կոբալտ, մոլիբդեն, և այլ տարրեր փոխում են փուլային կայունությունը և փոխում են պինդուսի և հեղուկի ջերմաստիճանները.

Դրա համար էլ Մոնելը 400, Ինքնորոշ 600, և ATI 617 յուրաքանչյուրն ունի տարբեր հալման միջակայք, չնայած բոլորը նիկելի վրա հիմնված նյութեր են.

Ապրանքի ձևը և բնութագրերը

Առևտրային նիկելի արտադրանքները կարող են մատակարարվել մի փոքր տարբեր հրապարակված արժեքներով՝ կախված արտադրանքի ձևից և մատակարարի տվյալների թերթիկից.

Սա չի նշանակում, որ մետաղի հիմնական պահվածքը փոխվել է; դա նշանակում է, որ հաղորդված միջակայքն արտացոլում է ճշգրիտ գնահատականը, աննշան կեղտեր, և արտադրանքի վիճակը.

Գործընթացների ինժեներների համար, դա հիշեցում է օգտագործել մատակարարի տվյալների թերթիկը հատուկ ջերմության կամ լոտի համար, այլ ոչ թե հենվելով ընդհանուր նիկելի արժեքի վրա.

Ջերմային գործընթացի համատեքստ

Նիկելի հալման պահվածքը միշտ պետք է մեկնաբանվի համատեքստում. Ձուլման վառարան, զոդման ցիկլ, և եռակցման գործընթացում չեն օգտագործվում նույն ջերմային թիրախը.

Հալման տիրույթը որոշում է, թե որքան ջերմային տարածք ունի օպերատորը մինչև մետաղի փափկացումը, սկսում է հոսել, կամ կորցնում է ձևը.

Նիկելի հիմքով բարձր ջերմաստիճանի համաձուլվածքներում, այդ պատուհանը դիզայնի տրամաբանության հիմնական մասն է, ոչ հետնախորհուրդ.

5. Ֆիզիկական & Քիմիական փոփոխություններ նիկելի հալման ժամանակ

Օքսիդացման պահվածք

Հալած նիկելը բարձր քիմիապես ակտիվ է. Վերևում 1000 ° C, Նիկելը արագ արձագանքում է թթվածնի հետ՝ առաջացնելով նիկելի օքսիդ (NiO).

Առանց իներտ գազի պաշտպանության, խիտ մուգ օքսիդ ֆիլմը ծածկում է հեղուկի մակերեսը, աճող հալեցման խարամի ընդգրկման թերությունները.

Արդյունաբերական նիկելի հալումը պետք է ընդունի արգոնային պաշտպանություն կամ վակուումային հալեցում՝ թթվածինը մեկուսացնելու համար.

Գազի տարրերի լուծելիությունը

Հալած նիկելն ունի ուժեղ ջրածնի և ազոտի լուծելիություն. Գազի լուծելիությունը հասնում է գագաթնակետին հալման կետի մոտ; Չափազանց լուծված գազը պնդացումից հետո ձևավորում է ծակոտի ծակոտկենություն.

Բարձր մաքրության նիկելի ձուլվածքների դեպքում գազազերծումը պարտադիր է.

Մագնիսական անցում

Նիկելը ունի ֆերոմագնիսականություն սենյակային ջերմաստիճանում. Նրա Կյուրիի ջերմաստիճանն է 358 ° C; այս կրիտիկական ջերմաստիճանից բարձր, նիկելը մշտապես կորցնում է մագնիսականությունը մինչև սառչելը.

Մագնիսական անհետացումը հալման ժամանակ հեշտացնում է էլեկտրամագնիսական խառնումը հալման վառարաններում.

6. Ինչպես ստուգել նիկելի հալման կետը?

Դիֆերենցիալ սկանավորման կալորիմետրիա և դիֆերենցիալ ջերմային վերլուծություն

Լաբորատոր մասշտաբի որոշման համար, Բխում մի քանազոր Դետա Մաքուր նյութերի հալման և բյուրեղացման ջերմաստիճանը որոշելու ստանդարտ ջերմավերլուծության գործիքներ են.

ASTM E794-ը նշում է, որ այս փորձարկման մեթոդը նկարագրում է հալման և բյուրեղացման ջերմաստիճանների որոշումը դիֆերենցիալ սկանավորման կալորիմետրիայի և դիֆերենցիալ ջերմային վերլուծության միջոցով:, և որ մեթոդը օգտակար է որակի վերահսկման համար, ճշգրտման ընդունում, և հետազոտություն.

Գործնականում, տրամաչափումն իրականացվում է հայտնի հղման ստանդարտների կիրառմամբ, և մաքուր մետաղները սովորաբար օգտագործվում են որպես տրամաչափման նյութեր.

Հալման ջերմաստիճանը սովորաբար վերցվում է էքստրապոլացված սկիզբ անցման մասին, մինչդեռ նմուշը լիովին հալված է գագաթնակետին.

Դա DSC-ն հատկապես օգտակար է դարձնում նիկելի համար, երբ անհրաժեշտ է ճշգրիտ լաբորատոր արժեք.

Օպտիկական պիրոմետրիա

Շատ շոգ արդյունաբերական պայմանների համար, Օպտիկական պիրոմետրիա գործնական ոչ կոնտակտային մեթոդ է, քանի որ այն չափում է տաք օբյեկտի ջերմային ճառագայթումը, այլ ոչ թե պահանջում է ֆիզիկական շփում.

Դա արժեքավոր է դարձնում վառարանների դիտարկումների համար, հալվել բեռնաթափման, և բարձր ջերմաստիճանի գործընթացի այլ ստուգումներ, որտեղ կոնտակտային սենսորները կարող են անիրագործելի լինել.

Մեթոդների գործնական համեմատություն

7. Նիկելի հալման տիրույթի կառավարման արդյունաբերական կիրառությունները

PrecisionCasting

Մեջ ճշգրիտ ձուլում, հալման միջակայքը որոշում է, թե որքան ջերմային տարածք պետք է ապահովի վառարանը և որքան ուշադիր պետք է կառավարել հալոցքը լցնելուց առաջ:.

Մաքուր նիկել և նիկելային հիմքի համաձուլվածքներ օգտագործվում են վառարանների բաղադրիչներում, քիմիական մշակման անոթներ, փոխանակիչներ, բարձր ջերմաստիճան օդատիեզերական մասեր, միջուկային ռեակտորներ, և տուրբիններ, ինչը նշանակում է, որ ձուլման երթուղին պետք է համապատասխանի ինչպես բարձր ջերմաստիճանի, այնպես էլ ագրեսիվ սպասարկման պահանջներին.

համաձուլվածքների համար, կարևոր կետը հալման միակ կետը չէ, այլ այն պինդ-հեղուկ պատուհան.

Նիկելի հիմքով համաձուլվածքը կարող է սկսել սառչել, մինչ մետաղի մի մասը դեռ հեղուկ է, այնպես որ ձուլման պրակտիկան պետք է հաշվի առնի կերակրումը, նեղացում, և ամրացման հսկողություն ամբողջ տիրույթում.

Դա ինժեներական եզրակացություն է նիկելային հիմքի համաձուլվածքների հրապարակված հալման միջակայքներից.

Զոդում

Նիկելի հիմքով նյութերը լայնորեն եռակցվում են, քանի որ դրանք կարող են միանալ սովորական եռակցման գործընթացներով և պահպանել օգտակար արդյունավետությունը պահանջկոտ միջավայրերում:.

INCONEL խառնուրդ 600 նկարագրված է որպես հեշտությամբ միացված սովորական եռակցման գործընթացներով, իսկ արտադրողը թվարկում է հատուկ եռակցման նյութեր պաշտպանված մետաղական աղեղի համար, գազային վոլֆրամի աղեղ, և գազի մետաղական աղեղային միացում.

MONEL խառնուրդ 400 նկարագրված է նաև որպես սովորական գործընթացներով հեշտությամբ միացված.

Եռակցման համար, Հալման միջակայքի վերահսկումը կարևոր է, քանի որ հիմնական մետաղը չպետք է գերտաքացվի նախատեսվող միաձուլման գոտուց այն կողմ.

Նիկելի համաձուլվածքները հաճախ ընտրվում են հենց նրանց հալման ընդմիջումներով, ուժ, և ջերմային արձագանքը կարող է աջակցել վերահսկվող միացմանը ծառայության համար կարևոր ծրագրերում.

Սա հատկապես կարևոր է, երբ եռակցված մասը պատրաստումից հետո պետք է մնա չափի կայուն և կոռոզիակայուն.

Ջերմային բուժում

Ջերմային բուժումը ևս մեկ ոլորտ է, որտեղ հալման տիրույթի վերահսկումը կարևոր է, քանի որ օպերատորը պետք է ապահով մնա հալման սկզբնական ցանկացած պայմանից՝ միաժամանակ հասնելով պահանջվող ջերմային ցիկլին.

ՄԵՆՔ ՈՒՆԵՆՔ 617, Օրինակ, սովորաբար լուծույթը եռացվում է 1175° C (2150° f), որը գտնվում է իր հրապարակված հալման միջակայքից ցածր 1330-1380°C.

Այդ բացը օգտագործելի ջերմային պատուհանն է, որը հնարավոր է դարձնում ջերմային բուժումը՝ առանց միկրոկառուցվածքի փլուզման.

Նույն տրամաբանությունը ավելի լայնորեն վերաբերում է նիկելային հիմքով համաձուլվածքներին: ջերմային մշակումը պետք է ընտրվի՝ հաշվի առնելով համաձուլվածքի պինդուսը և հեղուկը, որպեսզի մասը ստանա նախատեսված մետալուրգիական վիճակը՝ առանց մասնակի հալվելու։.

Գործնական արտադրության մեջ, Ահա թե ինչու նիկելի համաձուլվածքները սովորաբար մշակվում են շատ ավելի խիստ ջերմաստիճանային կարգապահությամբ, քան ցածր հալվող մետաղները.

8. Եզրափակում

Մաքուր նիկելի հալման կետը մոտ է 1455° C (1728 Ք / 2651° f), հեղինակավոր հղումներով, որոնք շատ մոտ են այդ արժեքին.

Հրապարակված թվերի աննշան տարածումը նորմալ է և արտացոլում է չափումների պատմությունը և կլորացումը, ոչ իմաստալից ինժեներական տարաձայնություն.

Ավելի կարևոր է, Նիկելի իրական արդյունաբերական արժեքը կայանում է նրանում, որ հալման վարքագիծը փոխվում է, երբ նիկելը համաձուլվում է.

Առևտրային մաքուր նիկելի տեսակները հալվում են նեղ միջակայքում, մինչդեռ նիկելի հիմքով համաձուլվածքները, ինչպիսիք են Մոնելը 400, Ինքնորոշ 600, և ATI 617 նախագծված են իրենց սեփական solidus-liquidus ինտերվալների շուրջ.

Այդ իսկ պատճառով նիկելը պարզապես բարձր հալման ջերմաստիճան ունեցող մետաղ չէ; այն բարձր ջերմաստիճանի հարթակ է կոռոզիոն դիմացկուն և ջերմակայուն նյութերի նախագծման համար.

 

ՀՏՀ

Որքա՞ն է նիկելի հալման կետը Ցելսիուսում և Ֆարենհայթում?

Մաքուր նիկելը հալվում է մոտավորապես 1455° C, որը վերաբերում է 2651° f. ASM-ը տալիս է սերտորեն կապված արժեք 1453° C.

Ինչու են նիկելի համաձուլվածքները հալման միջակայքեր ունեն մեկ ճշգրիտ կետի փոխարեն?

Քանի որ համաձուլվածքը փոխում է փուլային հավասարակշռությունը, այնպես որ նյութը սկսում է հալվել a շիկացած ջերմաստիճանը և ավարտվում է հալման ավելի բարձր մակարդակով հեղուկ ջերմաստիճան.

Մաքուր նիկելը ավելի հեշտ է մշակվում, քան նիկելի համաձուլվածքները?

Պարտադիր չէ. Մաքուր նիկելն ունի կտրուկ հալման կետ, բայց նիկելի հիմքով համաձուլվածքները հաճախ ընտրվում են, քանի որ դրանք ավելի լավ կոռոզիոն դիմադրություն են ապահովում, ուժի պահպանում, կամ ջերմային դիմադրություն նախատեսված ծառայության համար.

Ինչու է նիկելն այդքան կարևոր բարձր ջերմաստիճանի ճարտարագիտության մեջ?

Քանի որ այն համատեղում է հալման բարձր կետը օգտակար ճկունության և վառարանների սարքավորումներում օգտագործվող ջերմակայուն համաձուլվածքների ընտանիքներ ձևավորելու ունակության հետ, փոխանակիչներ, Ավիատիեզերական մասեր, և տուրբինների հետ կապված համակարգեր.