Ni200 (N6) haqiqatan ham 315 darajadan yuqori haroratga chidab bo'lmasmi? ——Nikel tigelini Ni201 (N4) ga oshirish uchun muhandislik nuqtai nazarlari

Kimyo sanoati sohalarida optoelektronik kristall o'sishi va yuqori-tozalikdagi erigan tuzni issiqlik bilan ishlov berish,nikel tigelyuqori harorat va kuchli gidroksidi korroziyaga- bardosh bera oladigan asosiy vositadir. Jarayon harorati uzoq vaqt davomida 315 daraja "hayot va o'lim chizig'i" dan yuqori bo'lsa, materiallar muhandislari Ni200 (milliy standart N6) va Ni201 (milliy standart N4) o'rtasida tanlov qilishlari kerak. Ikkalasining xona haroratining mexanik xususiyatlari deyarli bir xil, ammo 315 darajadan oshganidan keyin 0,13% uglerod tarkibidagi farq tigelning xizmat qilish muddatida bir necha marta yoki hatto o'nlab marta bo'shliqqa olib kelishi uchun etarli. Bu "shunchaki ishlaydigan" materiallarning taxminiy tanlovi emas, balki jarayonning barqarorligi, uskunaning qoldiq qiymati darajasi va ishlab chiqarish xavfsizligi bilan bog'liq aniq hisob-kitobdir.

Ni200 (N6) ning uglerod tarkibining yuqori chegarasi 0,15% ni tashkil qiladi, Ni201 (N4) esa 0,02% dan pastda qattiq nazorat qilinadi. Nikelning oʻzi yuz-markazlangan kubik panjaraga ega va mukammal plastiklikka ega, ammo harorat pasayganda nikeldagi uglerodning qattiq eruvchanligi keskin kamayadi. Xona haroratida o'ta to'yingan uglerod birlashgan yoki erkin holatda don chegaralarida ajralib chiqadi.

Tigel uzoq vaqt davomida 315 darajadan 760 darajagacha boʻlgan oʻrta-yuqori harorat diapazonida- boʻlsa, nikel atomlari don chegarasi sirgʻalib ketishi uchun yetarli kinetik energiyaga ega boʻladi va don chegaralaridagi uglerod atomlari nikel yoki choʻkma choʻkmasi bilan birikadi. uglerod. Bu jarayon "grafitizatsiya" deb ataladi. Grafitning o'zi mo'rt faza bo'lib, metallni bog'lash kuchiga ega emas. Uning yog'ingarchilik miqdori dastlab kuchli don chegaralaridagi son-sanoqsiz mikro{8}}yorilish manbalarini "chaqalash"ga teng.

Aniqrog'i, grafitizatsiya hajmining qisqarishi bilan birga keladi, bu esa don chegaralarida mahalliy stress kontsentratsiyasini keltirib chiqaradi. Vaqt o'tishi bilan (odatda 3000 soatdan ko'proq vaqt o'tgandan so'ng aniq bo'la boshlaydi), materialning post{3}}uzilish cho'zilishi asl nusxadan 40% dan 5% dan kamroqqa tushadi. Bu vaqtda tigel plastik deformatsiya qilish qobiliyatiga ega emas va har qanday termal zarba yoki engil mexanik ta'sir don chegaralari bo'ylab yorilish orqali mo'rtlikka olib keladi. Minglab kilogramm qimmatbaho erigan tuz yoki suyuq metall solingan tigellar uchun ogohlantirishsiz bunday mo'rt sinish ko'pincha o'choq korpusining parchalanishi va materialning oqishi kabi katta ofatlarga olib keladi.

Ni201 haqida aqlli narsa manbadagi ta'minotni to'xtatishdir. Uglerod tarkibini 0,02% gacha kamaytirgandan so'ng, 400 darajadan 600 darajagacha bo'lgan sezgir harorat zonasida uzoq vaqt qolsa ham, don chegaralarida to'planish, cho'ktirish va o'sish uchun etarli miqdorda uglerod atomlari etishmasligi mavjud. Bu grafitizatsiya uchun termodinamik harakatlantiruvchi kuchni butunlay yo'q qiladi.

550 graduslik muhitda 10000 soat davomida uzluksiz qizdirilgandan so'ng, Ni201 ning metallografik tuzilishini kuzatishda grafit yog'inlari ko'rinmadi. Uning yuqori -haroratga chidamliligi 120MPa dan yuqori boʻlib, choʻzilish 30% da saqlanib qoldi. Xuddi shu ish sharoitida Ni200 uchun aniq grafit to'plari 3000 soatdan keyin paydo bo'ldi va 5000 soatdan keyin kuchlanish quvvati xona harorati indeksining 60% dan past edi. Shu sababli, Amerika ASTM B160 standarti Ni201 ning tavsiya etilgan doimiy foydalanish haroratining yuqori chegarasini 600 daraja deb aniq belgilaydi, Ni200 esa 315 daraja bilan cheklangan. Haroratning qayta-qayta ko'tarilishi va pasayishi bilan termal tsikl sharoitlari uchun Ni201 ning termal charchoqqa chidamliligi Ni200nikiga qaraganda ancha yaxshi, chunki grafitlanish qaytarilmas va cho'ktirilgandan keyin uni qayta tiklash orqali tiklanmaydi.