1. Introduzzjoni
Nickel (simbolu kimiku huwa, numru atomiku 28) huwa duttili, metall ta 'transizzjoni abjad fidda li jappartjeni għall-Grupp 10 tat-tabella perjodika.
Dejta termodinamika awtorevoli minn NIST u r-Royal Society of Chemistry tikkonferma li n-nikil pur għandu punt ta’ tidwib standard ta’ 1455 ° C. (2651 ° F., 1728 K).
Il-metall elementali għandu punt ta 'tidwib wieħed f'termini prattiċi, iżda ligi b'bażi tan-nikil normalment jiddewweb fuq medda minħabba li l-liga tbiddel it-temperaturi solidus u liquidus.
L-imġieba tat-tidwib tan-nikil hija raġuni waħda hija tant użata fi prodotti reżistenti għall-korrużjoni u reżistenti għas-sħana.
Nikil kummerċjali u ligi ta 'bażi tan-nikil jinstabu f'tagħmir ta' proċessar kimiku, Skambjaturi tas-sħana, ħardwer tal-forn, servizz marittimu, u partijiet strutturali ta 'temperatura għolja, fejn l-istabbiltà termali u s-solidifikazzjoni kkontrollata huma importanti daqs is-saħħa.
2. Il-Punt tat-Tidwib tan-Nikil Pur
Għall-metall elementali, nikil huwa ġeneralment ittrattat bħala a materjal b'punt ta' tidwib wieħed aktar milli liga ta 'firxa wiesgħa.
Il-valuri ppubblikati minn sorsi tekniċi differenti huma estremament qrib, li huwa dak li l-inġiniera jridu minn metall ta 'referenza: numru stabbli li jista 'jintuża b'kunfidenza fid-disinn tal-proċess.
Valuri rappreżentattivi għan-nikil pur
| Materjal | Imġieba tat-tidwib | Tifsira ta 'inġinerija |
| Nikil pur | 1453–1455°C / 2647–2651°F / 1726–1728 K | In-nikil elementali huwa essenzjalment metall li jdub qawwi fl-użu prattiku. |
Il-firxa żgħira bejn 1453°C u 1455°C hija normali għad-dejta tat-tidwib ippubblikata.
Jirrifletti d-differenzi fil-purità, metodu ta' kejl, u konvenzjonijiet arrotondament aktar milli kwalunkwe bidla sinifikanti fil-metall innifsu.
Għal skopijiet ta' inġinerija, nikil pur għandu jiġi ttrattat bħala metall b'punt ta 'tidwib ta' madwar 1455° C..
3. Ligi tan-nikil u Meded ta' Tidwib
Ligi b'bażi tan-nikil ma jaġixxux bħal nikil pur.
Ladarba jiġu miżjuda elementi oħra, il-liga normalment tiżviluppa a solidus u likwidu, għalhekk il-metall jibda jiddewweb f'temperatura waħda u jispiċċa jiddewweb f'waħda ogħla.
Huwa għalhekk li datasheets tal-liga jirrapportaw a firxa tat-tidwib minflok punt wieħed.
| Grad tan-nikil / liga | firxa tat-tidwib °C | firxa tat-tidwib °F | firxa tat-tidwib K |
| Nickel 200 / Nickel 201 | 1435–1445°C | 2610–2630°F | 1708.15–1718.15 K |
| Liga Monel 400 | 1300–1350°C | 2370–2460°F | 1573.15–1623.15 K |
| Liga INCONEL 600 | 1354–1413°C | 2470–2580°F | 1627.15–1686.15 K |
| Liga VDM 601 | 1330–1370°C | 2426–2498°F | 1603.15–1643.15 K |
| HAYNES / INCONEL 617 | 1330–1375°C | 2430–2510°F | 1603.15–1648.15 K |
| Liga INCONEL 625 | 1290–1350°C | 2350–2460°F | 1563.15–1623.15 K |
| Liga INCONEL 718 | 1260–1336°C | 2300–2437°F | 1533.15–1609.15 K |
| HASTELLOY C-276 | 1323–1371°C | 2415–2500°F | 1596.15–1644.15 K |
| Liga VDM 690 | 1390–1410°C | 2534–2570°F | 1663.15–1683.15 K |
4. Fatturi li jinfluwenzaw l-imġieba tat-tidwib tan-nikil
Purità
Il-purità hija l-ewwel u l-aktar fattur importanti.
Nikil pur juri wieħed, punt tat-tidwib definit sew, filwaqt li gradi kummerċjalment puri bħal Nikil 200/201 juru firxa dejqa tat-tidwib minħabba li anke differenzi żgħar fil-kompożizzjoni huma importanti.
Aktar ma jkun qrib il-materjal tan-nikil elementali, l-eqreb iġib ruħu lejn transizzjoni ta 'punt wieħed.
Żidiet ta' liga
Il-liga hija r-raġuni ewlenija li l-materjali tan-nikil jiżviluppaw firxiet tat-tidwib.
Żidiet tar-ram, kromju, ħadid, Kobalt, molibdenu, u elementi oħra jbiddlu l-istabbiltà tal-fażi u jbiddlu t-temperaturi solidus u liquidus.
Huwa għalhekk li Monel 400, Inconel 600, u ATI 617 kull wieħed għandu intervall ta 'tidwib differenti minkejja li kollha huma materjali bbażati fuq in-nikil.
Forma tal-prodott u speċifikazzjoni
Il-prodotti kummerċjali tan-nikil jistgħu jiġu fornuti b'valuri ppubblikati kemmxejn differenti skont il-forma tal-prodott u l-folja tad-dejta tal-fornitur.
Dan ma jfissirx li l-imġieba fundamentali tal-metall inbidlet; ifisser li l-firxa rrappurtata tirrifletti l-grad eżatt, impuritajiet minuri, u l-kundizzjoni tal-prodott.
Għall-inġiniera tal-proċess, din hija tfakkira biex tuża l-iskeda tad-dejta tal-fornitur għas-sħana speċifika jew il-lott aktar milli tiddependi fuq valur ġeneriku tan-nikil.
Kuntest tal-proċess termali
L-imġiba tat-tidwib tan-nikil għandha dejjem tiġi interpretata fil-kuntest. Forn tal-ikkastjar, ċiklu tal-ibbrejżjar, u proċess ta 'wweldjar ma jużawx l-istess mira termali.
Il-firxa tat-tidwib tiddetermina kemm għandu spazju termali għar-ras l-operatur qabel ma l-metall jirtab, jibda jiċċirkola, jew jitlef il-forma.
F'ligi b'temperatura għolja b'bażi tan-nikil, dik it-tieqa hija parti ċentrali tal-loġika tad-disinn, mhux wara ħsieb.
5. Fiżiku & Bidliet Kimiċi Waqt it-Tidwib tan-Nikil
Imġieba ta' Ossidazzjoni
In-nikil imdewweb huwa kimikament attiv ħafna. Fuq 1000 ° C., nikil jirreaġixxi malajr mal-ossiġnu biex jiġġenera ossidu tan-nikil (NiO).
Mingħajr protezzjoni tal-gass inert, film dens ta 'ossidu skur ikopri l-wiċċ tal-likwidu, iż-żieda tad-difetti tal-inklużjoni tal-gagazza tat-tidwib.
It-tidwib tan-nikil industrijali għandu jadotta l-ilqugħ tal-argon jew it-tidwib bil-vakwu biex iżola l-ossiġnu.
Solubilità ta' Elementi tal-Gass
In-nikil imdewweb għandu solubilità qawwija ta 'idroġenu u nitroġenu. Is-solubilità tal-gass tilħaq il-quċċata qrib il-punt tat-tidwib; gass maħlul eċċessiv jifforma porożità pinhole wara solidifikazzjoni.
It-trattament tad-degass huwa obbligatorju għall-ikkastjar tan-nikil ta 'purità għolja.
Transizzjoni manjetika
In-nikil jippossjedi ferromagnetism f'temperatura tal-kamra. It-temperatura ta 'Curie tagħha hija 358 ° C.; 'l fuq minn din it-temperatura kritika, in-nikil jitlef il-manjetiżmu b'mod permanenti sakemm jitkessaħ.
L-għajbien manjetiku waqt it-tidwib jiffaċilita t-taħwid elettromanjetiku fil-fran tat-tidwib.
6. Kif Tittestja l-Punt tat-Tidwib tan-Nikel?
Kalorimetrija ta 'skannjar differenzjali u analiżi termali differenzjali
Għad-determinazzjoni fuq skala tal-laboratorju, DSC u DTA huma l-għodod standard ta 'analiżi termali għad-determinazzjoni tat-temperaturi tat-tidwib u l-kristallizzazzjoni ta' materjali puri.
ASTM E794 jiddikjara li dan il-metodu tat-test jiddeskrivi d-determinazzjoni tat-temperaturi tat-tidwib u tal-kristallizzazzjoni permezz ta' kalorimetrija ta' skanjar differenzjali u analiżi termali differenzjali, u li l-metodu huwa utli għall-kontroll tal-kwalità, aċċettazzjoni tal-ispeċifikazzjoni, u r-riċerka.
Fil-prattika, il-kalibrazzjoni titwettaq bl-użu ta' standards ta' referenza magħrufa, u metalli puri huma komunement użati bħala l-materjali tal-kalibrazzjoni.
It-temperatura tat-tidwib hija tipikament meħuda mill- bidu estrapolat tat-tranżizzjoni, filwaqt li l-kampjun ikun imdewweb kompletament fil-quċċata.
Dan jagħmel DSC utli b'mod speċjali għan-nikil meta jkun meħtieġ valur tal-laboratorju preċiż.
Pirometrija ottika
Għal kundizzjonijiet industrijali sħan ħafna, pirometrija ottika huwa metodu prattiku mingħajr kuntatt minħabba li jkejjel ir-radjazzjoni termali mill-oġġett jaħraq aktar milli jeħtieġ kuntatt fiżiku.
Dan jagħmilha ta 'valur għall-osservazzjonijiet tal-forn, immaniġġjar tat-tidwib, u kontrolli oħra ta 'proċess ta' temperatura għolja fejn sensors ta 'kuntatt jistgħu ma jkunux prattiċi.
Paragun prattiku tal-metodi
| Metodu | L-aħjar użu | Saħħa | Limitazzjoni |
| DSC / DTA | Determinazzjoni fil-laboratorju tat-temperaturi tat-tidwib u l-kristallizzazzjoni | Tajjeb għal kejl ikkontrollat u analiżi bbażata fuq il-kalibrazzjoni | Jeħtieġ kampjuni żgħar u kundizzjonijiet tat-test ikkontrollati. |
| Pirometrija ottika | Kejl tat-temperatura tal-forn u tal-proċess | Mingħajr kuntatt u adattat għal uċuħ sħan ħafna | Jkejjel it-temperatura radjattiva fil-mogħdija tal-vista, għalhekk is-setup u l-emissività huma importanti. |
7. Applikazzjonijiet Industrijali tal-Kontroll tal-Medda tat-Tidwib tan-Nikil
PrecisionCasting
Fi ikkastjar ta 'preċiżjoni, il-firxa tat-tidwib tiddetermina kemm il-forn għandu jipprovdi spazju għar-ras termali u kemm għandu jiġi mmaniġġjat bir-reqqa t-tidwib qabel ma jitferra.
Nikil pur u ligi tal-bażi tan-nikil jintużaw fil-komponenti tal-forn, reċipjenti għall-ipproċessar kimiku, skambjaturi, partijiet aerospazjali b'temperatura għolja, reatturi nukleari, u turbini, li jfisser li r-rotta tal-ikkastjar trid timmaniġġja kemm ir-rekwiżiti ta 'temperatura għolja kif ukoll ta' servizz aggressiv.
Għall-ikkastjar tal-liga, il-punt importanti mhuwiex il-punt tat-tidwib wieħed iżda l- tieqa solidu-likwidu.
Liga b'bażi tan-nikil tista' tibda tiffriża waqt li parti mill-metall tkun għadha likwida, għalhekk il-prattika tal-funderija trid tagħti kont għall-għalf, jinxtorob, u kontroll tas-solidifikazzjoni tul il-firxa sħiħa.
Din hija inferenza ta 'inġinerija mill-intervalli tat-tidwib ippubblikati ta' ligi b'bażi tan-nikil.
Iwweldjar
Materjali b'bażi tan-nikil huma wweldjati b'mod wiesa 'għaliex jistgħu jingħaqdu bi proċessi ta' wweldjar konvenzjonali u jżommu prestazzjoni utli f'ambjenti eżiġenti.
Liga INCONEL 600 hija deskritta bħala faċilment magħquda minn proċessi ta 'wweldjar konvenzjonali, u l-manifattur jelenka materjali speċifiċi għall-iwweldjar għall-ark tal-metall protett, ark tat-tungstenu tal-gass, u tgħaqqad tal-metall-ark tal-gass.
Liga MONEL 400 hija deskritta wkoll bħala faċilment magħquda minn proċessi konvenzjonali.
Għall-iwweldjar, il-kontroll tal-firxa tat-tidwib huwa importanti għaliex il-metall bażiku m'għandux jissaħħan iżżejjed lil hinn miż-żona ta 'fużjoni maħsuba.
Ligi tan-nikil ħafna drabi jintgħażlu preċiżament minħabba l-intervalli tat-tidwib tagħhom, saħħa, u r-rispons termali jista 'jappoġġja tgħaqqad ikkontrollat f'applikazzjonijiet kritiċi għas-servizz.
Dan huwa speċjalment importanti meta l-parti wweldjata trid tibqa 'dimensjonali stabbli u reżistenti għall-korrużjoni wara l-fabbrikazzjoni.
Trattament tas-sħana
It-trattament bis-sħana huwa qasam ieħor fejn il-kontroll tal-firxa tat-tidwib huwa importanti, minħabba li l-operatur għandu jibqa 'b'mod sigur taħt kwalunkwe kundizzjoni ta' tidwib inċipjenti filwaqt li għadu jilħaq iċ-ċiklu termali meħtieġ.
KELLNA 617, per eżempju, huwa normalment soluzzjoni ittemprat fi 1175° C. (2150° F.), li tiltaqa taħt il-firxa tat-tidwib ippubblikata tagħha ta 1330–1380°C.
Dak id-distakk huwa t-tieqa termali li tista 'tintuża li tagħmel possibbli t-trattament tas-sħana mingħajr ma tikkollassa l-mikrostruttura.
L-istess loġika tapplika b'mod aktar wiesa' għal-ligi b'bażi tan-nikil: it-trattament bis-sħana għandu jintgħażel bil-solidus u l-likwidu tal-liga f'moħħu sabiex il-parti tikseb l-istat metallurġiku maħsub mingħajr ma tidwib parzjalment.
Fil-manifattura prattika, dan huwa għaliex il-ligi tan-nikil huma ġeneralment ipproċessati b'dixxiplina tat-temperatura ħafna aktar stretta minn metalli li jdubu aktar baxxi.
8. Konklużjoni
Il-punt tat-tidwib tan-nikil pur huwa madwar 1455° C. (1728 K / 2651° F.), b'referenzi awtorevoli raggruppati qrib ħafna ta' dak il-valur.
Il-firxa żgħira fin-numri ppubblikati hija normali u tirrifletti l-istorja tal-kejl u l-arrotondament, mhux nuqqas ta' qbil ta' inġinerija sinifikanti.
Aktar importanti minn hekk, Il-valur industrijali reali tan-nikil jinsab fil-mod li l-imġiba tat-tidwib tinbidel meta n-nikil jiġi liga.
Il-gradi tan-nikil kummerċjalment puri jdubu fuq medda dejqa, filwaqt li ligi b'bażi tan-nikil bħal Monel 400, Inconel 600, u ATI 617 huma mfassla madwar l-intervalli solidus-liquidus tagħhom stess.
Huwa għalhekk li n-nikil mhuwiex biss metall b'punt ta 'tidwib għoli; hija pjattaforma ta 'temperatura għolja għad-disinn ta' materjali reżistenti għall-korrużjoni u reżistenti għas-sħana.
FAQs
X'inhu l-punt tat-tidwib tan-nikil f'Celsius u Fahrenheit?
In-nikil pur idub madwar 1455° C., li huwa madwar 2651° F.. ASM jagħti valur relatat mill-qrib ta' 1453° C..
Għaliex il-ligi tan-nikil għandhom firxiet ta 'tidwib minflok punt wieħed eżatt?
Minħabba li l-liga tbiddel l-ekwilibriju tal-fażi, għalhekk il-materjal jibda jiddewweb fi a solidus temperatura u tispiċċa tidwib f'ogħla likwidu temperatura.
In-nikil pur huwa aktar faċli biex jiġi pproċessat minn ligi tan-nikil?
Mhux bilfors. In-nikil pur għandu punt ta 'tidwib qawwi, iżda ligi b'bażi tan-nikil ħafna drabi jintgħażlu minħabba li joffru reżistenza aħjar għall-korrużjoni, żamma tas-saħħa, jew reżistenza tas-sħana għas-servizz maħsub.
Għaliex in-nikil huwa daqshekk importanti fl-inġinerija b'temperatura għolja?
Minħabba li jgħaqqad punt ta 'tidwib għoli ma' duttilità utli u l-abbiltà li jiffurmaw familji ta 'liga reżistenti għas-sħana użati fil-ħardwer tal-forn, skambjaturi, partijiet aerospazjali, u sistemi relatati mat-turbini.
