Legure nikla u odnosu na nehrđajući čelik: ključne razlike, svojstva i industrijske primjene

Legure niklainehrđajući čelikoboje su široko korišteni metalni materijali-otporni na koroziju,-visoke čvrstoće u industrijskim primjenama. Prilikom odabira industrijskih materijala, inženjeri i timovi za nabavu često se suočavaju s ključnim pitanjem: trebamo li odabrati legure nikla ili nehrđajući čelik? Međutim, njih dvoje se značajno razlikuju u sastavu, osnovnim svojstvima i primjenjivim scenarijima. Ovaj će članak detaljno opisati razlike između legura nikla i nehrđajućeg čelika s pet aspekata: radne temperature, kemijskog sastava, otpornosti na koroziju, primjene i cijene.

Prvo, iz perspektive kemijskog sastava, nehrđajući čelik prvenstveno je ferolegura; Monel, ferokrom-nikal i Hastelloy su legure nikla.

Glavna komponenta nehrđajućeg čelika je željezo, s udjelom željeza od preko 65%, a neki feritni i martenzitni nehrđajući čelici čak dosežu i preko 80%. Nasuprot tome, legure nikla obično imaju sadržaj željeza ispod 50%. Neke legure nikla, kao što je Hastelloy C-2000, imaju sadržaj željeza čak ispod 3%.

Što se tiče sadržaja nikla, legure nikla često imaju sadržaj nikla veći od 30%, neki čak i preko 70%. Nehrđajući čelik, s druge strane, ima sadržaj nikla manji od 30%, a neki feritni i martenzitni nehrđajući čelici uopće ne sadrže nikal.

I nehrđajući čelik i legure nikla sadrže približno 20% kroma. Krom je vrlo učinkovit inhibitor korozije i primarni je izvor otpornosti na koroziju nehrđajućeg čelika i legura nikla.

Radna temperatura je najveća razlika između nehrđajućeg čelika i legura nikla. Općenito, nehrđajući čelik obično se koristi u primjenama na sobnoj temperaturi, dok se legure nikla primarno koriste u okruženjima visoke-temperature. Jedan od najvažnijih čimbenika koji određuju ovu karakteristiku je sadržaj nikla. Budući da željezo ne može održati stabilnu strukturu na visokim temperaturama, teško je zajamčiti rad nehrđajućeg čelika na visokim-temperaturama, koji se prvenstveno sastoji od željeza.

Nikal, s druge strane, savršeno održava austenitnu strukturu legure na visokim temperaturama; samo legure-na bazi nikla rade dobro na visokim temperaturama. Iako je nikal također prisutan u nekim austenitnim nehrđajućim čelicima, njihov sadržaj nikla ostaje vrlo nizak.

Nadalje,Monel legurečesto se koriste na sobnoj temperaturi jer se otpornost bakra na koroziju smanjuje na visokim temperaturama.

Nikal, krom i molibden glavni su elementi koji određuju otpornost nehrđajućeg čelika i legura nikla na koroziju.

Nikal i molibden prave su razlike između legura nikla i nehrđajućeg čelika. Nikal je sam po sebi izvrstan element-otporan na koroziju; za razliku od željeza, koje lako korodira na zraku, legure nikla prirodno imaju bolju osnovu za otpornost na koroziju od nehrđajućeg čelika.

Krom stvara oksidni film na površini metala kada dođe u dodir s kisikom. Ovaj oksidni film učinkovito sprječava daljnju oksidaciju legure. Razlika u sadržaju kroma između legura nikla i nehrđajućeg čelika nije značajna; oba pokazuju izvrsnu otpornost na oksidaciju.

Molibden je metalni element s dobrom otpornošću na smanjenje korozije. U usporedbi s nehrđajućim čelikom, legure nikla često imaju veći sadržaj molibdena. Tipična legura s visokim udjelom molibdena je Hastelloy B-3, koja ima udio molibdena čak 30%. Ukratko, legure nikla su superiornije od nehrđajućeg čelika u smislu ukupne otpornosti na koroziju.

Nehrđajući čelik

Nikle legura

Legure nikla i nehrđajući čelik imaju mnogo preklapajućih primjena jer su obje legure-otporne na koroziju. Međutim, postoje tri glavne razlike u njihovoj primjeni:

1. Nehrđajući čelik nije prikladan za primjenu pri visokim-temperaturama, dok većina primjena pri visokim-temperaturama zahtijeva legure nikla, kao što su motori, reaktori nuklearnih elektrana i duboke naftne bušotine.

2. Nehrđajući čelik ima široku primjenu u civilnim područjima, kao što su posuđe, medicinske potrepštine i građevinarstvo. Legure nikla prvenstveno se koriste u industrijskim i vojnim primjenama.

3. Otpornost nehrđajućeg čelika na koroziju ograničena je na oksidirajuća okruženja. Ako korozivno okruženje postane specijalizirano i složeno, većina nehrđajućih čelika ne može odoljeti takvoj koroziji.

Prvo, legure nikla znatno su skuplje od nehrđajućeg čelika zbog značajne razlike u cijeni između nikla i željeza.

Drugo, legure nikla obično imaju veći sadržaj molibdena, a molibden je nekoliko puta skuplji od nikla. U normalnim uvjetima, legure nikla su jače od nehrđajućeg čelika, što povećava poteškoće u njihovoj obradi. Ove povećane poteškoće strojne obrade još su jedan značajan čimbenik koji pridonosi njihovoj višoj cijeni.

Konačno, složeniji sastav legura nikla, stroža kontrola elemenata u tragovima i veći zahtjevi za sirovinama neizravno povećavaju njihovu cijenu.

I nehrđajući čelik i legure nikla materijali su-otporni na koroziju. U većini slučajeva,legure niklanadmašuju nehrđajući čelik. Ključna razlika leži u njihovom radnom okruženju: nehrđajući čelik obično se koristi na sobnoj temperaturi, dok se legure nikla često koriste na visokim temperaturama. Naravno, vrhunska izvedba legura nikla ima veću cijenu. Kupci mogu odabrati najprikladniji materijal na temelju svog proračuna i potreba.