مضرات آلیاژهای نیکل چیست؟

در بخش مواد صنعتی ، آلیاژهای نیکل ، به لطف مقاومت در برابر خوردگی عالی ، پایداری دما {0 {{بالا و خواص مکانیکی عالی ، در صنایع کلیدی متعددی از جمله هوافضا ، انرژی و مواد شیمیایی دارای موقعیت حیاتی هستند. با این حال ، مانند همه چیز در جهان ، آلیاژهای نیکل نیز دارای اشکالات قابل توجهی هستند که تا حدی کاربرد گسترده و توسعه بیشتر آنها را محدود می کنند.

با هزینه بالایی

نیکل ، مؤلفه اصلی آلیاژهای نیکل ، یک منبع فلزی نسبتاً کمیاب است. فرآیندهای استخراج و پالایش آن پیچیده و پرهزینه است. در مقایسه با سایر فلزات متداول مانند آهن و آلومینیوم ، ذخایر نیکل کوچکتر و متمرکز تر است و عرضه آن را مستعد ابتلا به عوامل ژئوپلیتیکی و نوسانات بازار می کند و منجر به نوسانات قابل توجه قیمت می شود. علاوه بر این ، برای دستیابی به خواص خاص در آلیاژهای نیکل ، سایر فلزات گرانبها مانند کروم ، مولیبدن و کبالت اغلب اضافه می شوند و باعث افزایش بیشتر هزینه تولید می شوند. این هزینه بالا مانع استفاده از مقیاس بزرگ- آلیاژهای نیکل با هزینه-}} بخش های حساس ، مانند ساخت و ساز عمومی عمومی و ساخت ماشین آلات عمومی می شود.

پردازش دشوار است

آلیاژهای نیکل از استحکام و سختی بالایی برخوردار هستند ، که ضمن ارائه خصوصیات مکانیکی عالی ، همچنین چالش های پردازش قابل توجهی را ارائه می دهد. در حین برش ، استحکام بالای آلیاژهای نیکل باعث افزایش نیروهای برش بر روی ابزارهای برش می شود که می تواند منجر به سایش ابزار تسریع و حتی تراشه شود و دقت ماشینکاری و کیفیت سطح را به خطر بیاندازد. علاوه بر این ، آلیاژهای نیکل دارای هدایت حرارتی ضعیفی هستند و باعث می شود که سریع گرمای تولید شده در هنگام ماشینکاری را از بین ببرد. این باعث افزایش دمای قطعه کار و ابزار ، تشدید بیشتر سایش ابزار و به طور بالقوه ایجاد تغییر شکل حرارتی قطعه کار ، افزایش دشواری ماشینکاری و میزان قراضه می شود. علاوه بر این ، آلیاژهای نیکل از انعطاف پذیری بالایی برخوردار هستند و آنها را مستعد نقص هایی مانند ترک خوردگی و تاشو در طی فرآیندهای کار گرم مانند جعل و نورد می کنند. این امر نیاز به کنترل دقیق پارامترهای پردازش و مهارت های فنی بالا هم تجهیزات پردازش و هم اپراتورها دارد.

قابلیت جوشکاری محدود

علیرغم مقاومت در برابر خوردگی عالی و عملکرد درجه حرارت بالا {0} ، آلیاژهای نیکل چالش های خاصی را در جوشکاری ارائه می دهند. از یک چیز ، آلیاژهای نیکل در هنگام جوشکاری مستعد ترک خوردگی حرارتی هستند. این به دلیل دامنه دمای تبلور گسترده آنها است. در حین جامد شدن فلز جوش ، ذوب 4 {4} ذوب -} eutectics به راحتی شکل می گیرد ، که تحت تأثیر استرس جوشکاری ، می تواند باعث ترک شود. از طرف دیگر ، اتصالات جوش داده شده آلیاژ نیکل مستعد نقص تخلخل هستند. این امر به این دلیل است که آلیاژهای نیکل در گازها حلالیت بالایی دارند (مانند هیدروژن ، اکسیژن و نیتروژن). در حین جوشکاری ، اگر مواد جوشکاری یا محیط جوشکاری ضعیف توسط گازها محافظت شود ، این گازها در استخر مذاب حل می شوند و در حین جامد شدن جوش هیچ وقت برای فرار ندارند و در نتیجه تخلخل ایجاد می شود. این نقص های جوشکاری می تواند به طور جدی بر کیفیت و عملکرد مفصل جوش داده شده تأثیر بگذارد و باعث کاهش قابلیت اطمینان و عمر خدمات اجزای آلیاژ نیکل می شود.

عملکرد دما پایین -

در مقایسه با عملکرد عالی آنها در دماهای بالا ، آلیاژهای نیکل در دماهای پایین نسبتاً ضعیف عمل می کنند. در دماهای پایین ، آلیاژهای نیکل به میزان قابل توجهی در سختی کاهش می یابد و شکننده تر و مستعد شکستگی شکننده می شوند. این کار استفاده از آلیاژهای نیکل را در تجهیزات و سازه هایی که در دماهای پایین کار می کنند ، مانند مخازن ذخیره سازی گاز طبیعی مایع و تجهیزات تحقیق قطبی محدود می کند. در حالی که عملکرد دمای 3 {3} کم می تواند با اضافه کردن عناصر خاص آلیاژ یا استفاده از فرآیندهای تخصصی تصفیه حرارتی بهبود یابد ، این باعث افزایش هزینه و پیچیدگی فرآیند می شود.

بازیافت دشوار است

با افزایش آگاهی از محیط زیست و تأکید بر بازیافت منابع ، بازیافت مواد به یک مسئله مهم تبدیل شده است. با این حال ، بازیافت آلیاژهای نیکل با چالش های بی شماری روبرو هستند. از آنجا که آلیاژهای نیکل به طور معمول حاوی چندین عنصر آلیاژ هستند و خصوصیات آنها به طور قابل توجهی متفاوت است ، طبقه بندی دقیق و جداسازی در طی فرآیند بازیافت دشوار است. این منجر به کیفیت متناقض آلیاژهای نیکل بازیافت شده می شود و آنها را برای پاسخگویی به الزامات برنامه های پایان بالا- دشوار می کند. علاوه بر این ، فرآیند بازیافت آلیاژهای نیکل نسبتاً پیچیده است و نیاز به انرژی و مصرف منابع قابل توجهی دارد و در نتیجه هزینه های بازیافت بالایی دارد. این همچنین منجر به کاهش نرخ بازیافت می شود و در نتیجه زباله های منابع و آلودگی محیط زیست ایجاد می شود.

در حالی که آلیاژهای نیکل در بسیاری از برنامه ها برتری دارند ، آنها همچنین از اشکالاتی از قبیل هزینه بالا ، پردازش دشوار ، قابلیت جوشکاری محدود ، عملکرد دمای پایین {0} ضعیف و مشکل در بازیافت - همه عواملی که در طول استفاده نیاز دارند ، رنج می برند. هنگام انتخاب مواد ، مهم است که به طور جامع مزایا و مضرات آلیاژهای نیکل را بر اساس الزامات خاص کاربردی و شرایط محیطی برای تصمیم گیری آگاهانه تر در نظر بگیرید.