Reviżjoni tar-riċerka u l-applikazzjoni tal-ligi tar-ram-nikil, inkluża riċerka dwar il-klassifikazzjoni, il-proprjetajiet u l-applikazzjonijiet, u r-rekwiżiti tal-prestazzjoni tal-ligi tar-ram-nikil
Astratt: L-iżvilupp mgħaġġel tal-industrija tal-baħar poġġa talbiet dejjem jiżdiedu fuq materjali tal-applikazzjoni tal-inġinerija tal-baħar, inkluż ir-ram abjad, li jintuża ħafna f'vapuri, xi impjanti tal-enerġija, u desalinizzazzjoni tal-ilma baħar. Minħabba li hija soġġetta għal erożjoni u korrużjoni tal-ilma baħar fit-tul, jekk ir-reżistenza għall-korrużjoni ma tissodisfax ir-rekwiżiti tal-użu, se jseħħ nuqqas ta 'korrużjoni, li jirriżulta f'telf kbir. Għalhekk, ir-ram abjad ġibed attenzjoni dejjem akbar minħabba r-reżistenza tajba għall-korrużjoni tal-ilma baħar tiegħu (speċjalment il-prestazzjoni tajba tal-korrużjoni tal-erożjoni) u r-reżistenza għall-għeja tal-korrużjoni, prestazzjoni eċċellenti ta 'proċessar kiesaħ u sħun, u saħħa tensili għolja, saħħa ta' rendiment u proprjetajiet oħra.
Kliem ewlieni: ram abjad; kompożizzjoni; reżistenza għall-korrużjoni; applikazzjoni
Numru tal-klassifikazzjoni CTL: TG146.15 Kodiċi tad-dokument: A
Bl-iżvilupp tal-industrija tal-baħar, l-għażla tal-materjal tas-sistemi tat-tkessiħ tal-ilma baħar evolviet mir-ram TUP bikri, ram tal-aluminju, u azzar li ma jissaddadx għal-liga attwali tar-ram-nikil b'reżistenza aħjar għall-korrużjoni tal-ilma baħar. Ir-ram abjad juża n-nikil bħala l-element ewlieni u fih ammont żgħir ta 'Fe, Mn u elementi oħra biex jiffurmaw soluzzjoni solida ta' fażi waħda kontinwa, li tagħtiha duttilità tajba, reżistenza għall-impatt u stabbiltà termali. Fl-istess ħin, is-soluzzjoni solida infinita tar-ram u n-nikil tipprevjeni t-trasformazzjoni tal-fażi matul l-ipproċessar aktar tard sħun u kiesaħ, u għalhekk għandha ftit impatt fuq il-proprjetajiet mekkaniċi u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-liga. Dan l-artikolu jintroduċi ligi differenti tar-ram abjad u l-applikazzjonijiet tagħhom, u jiġbor fil-qosor il-progress tar-riċerka tal-ligi tar-ram-nikil. Il-Figura 1 turi s-sistema tal-pjattaforma offshore, u l-Figura 2 turi r-rekwiżiti tal-prestazzjoni tal-materjal.
1. Klassifikazzjoni ta 'ligi tar-ram-nikil
Tabella 1 turi l-grad u l-kompożizzjoni elementali tal-liga tal-cupronickel. Cupronickel jista 'jinqasam f'cupronickel tal-manganiż, cupronickel tal-ħadid, cupronickel ordinarju, cupronickel tal-aluminju u cupronickel taż-żingu. Minħabba l-kontenut differenti tal-element Ni, il-proprjetajiet tiegħu huma differenti, u l-okkażjonijiet tal-applikazzjoni huma wkoll differenti. differenti. Minħabba r-reżistenza għall-korrużjoni insostitwibbli tagħha u ħafna proprjetajiet superjuri għal-ligi tradizzjonali, għandha potenzjal kbir ta 'applikazzjoni.
2. Proprjetajiet u applikazzjonijiet ta 'ligi tar-ram-nikil
Ram abjad ordinarju huwa ġeneralment liga tar-ram-nikil strutturali. Minbarra r-reżistenza għolja għall-korrużjoni tiegħu, għandu wkoll proprjetajiet mekkaniċi komprensivi tajbin f'temperaturi għoljin u baxxi, jiġifieri plastikità tajba u toughness. Huwa ġeneralment użat bħala vireg jew strixxi. Fl-istess ħin, iż-żieda ta 'xi elementi ta' liga ta 'traċċa bħal Fe, Mn, Zn u Al fuq il-bażi ta' ram abjad ordinarju tista 'tikseb rekwiżiti ta' prestazzjoni speċjali f'applikazzjonijiet prattiċi u tissodisfa aħjar il-ħtiġijiet industrijali. Ir-ram tal-ħadid-nikil l-aktar użat huwa BFe10-1-1 (C70600) u
image.png
BFe30-1-1 (C71500), meta l-frazzjoni tal-massa ta 'Ni hija bejn 30% u 10%, il-liga għandha firxa usa' ta 'passivazzjoni u l-aħjar reżistenza għall-korrużjoni. Il-liga għandha wkoll reżistenza super qawwija għall-erożjoni u l-korrużjoni tal-ilma baħar, u tissejjaħ "liga tal-inġinerija tal-baħar". L-applikazzjonijiet ewlenin tar-ram u l-ligi tar-ram fil-qasam tal-inġinerija tal-baħar huma murija fit-Tabella 2.
Ligi BFe10-1-1 u BFe30-1-1 għandhom il-vantaġġi ta 'reżistenza tajba għall-erożjoni u l-korrużjoni tal-ilma baħar, koeffiċjent għoli ta' trasferiment tas-sħana, proprjetajiet mekkaniċi/iwweldjar eċċellenti, inibizzjoni tal-adeżjoni mikrobjali tal-baħar, eċċ., u huma użati ħafna fil-magni prinċipali u awżiljarji tal-vapur. Pajpijiet ta' l-ilma li jkessħu, pajpijiet għall-protezzjoni min-nar fuq pjattaformi ta' produzzjoni taż-żejt lil hinn mix-xtut, skambjaturi tas-sħana f'impjanti ta' l-enerġija, kondensaturi f'impjanti ta' l-enerġija nukleari kostali, u ħiters tas-salmura f'apparat ta' evaporazzjoni flash f'diversi stadji għad-desalinizzazzjoni ta' l-ilma baħar [2-4]. Fl-istess ħin, liga BFe30-1-1 għandha saħħa ogħla u tintuża wkoll f'partijiet strutturali ta 'saħħa għolja bħal xaftijiet, qfieli, zkuk tal-valvi u flanġijiet ta' xi apparati tal-baħar. Il-liga BFe30-2-2, li hija reżistenti għall-korrużjoni tal-erożjoni tal-ilma baħar u r-reżistenza għall-korrużjoni tar-ramel, ġiet żviluppata biex tittratta l-problema ta 'kontenut għoli ta' ramel fl-ilma baħar fil-Baħar taċ-Ċina tal-Lvant [5]. BFe10-1-1
image.png
Il-proprjetajiet mekkaniċi tal-pajpijiet tal-liga BFe{{0}} fl-istat iebes għandhom jilħqu: saħħa tat-tensjoni akbar minn jew ugwali għal 370MPa, saħħa ta 'rendiment akbar minn jew ugwali għal 150MPa, titwil akbar minn jew ugwali għal 18%, Ebusija Vickers Akbar minn jew ugwali għal 85; reżistenza għall-korrużjoni: ammont ta 'korrużjoni (50 grad, 3.5% NaCl ilma baħar) Inqas minn jew ugwali għal 0.025mm / a, l-ebda korrużjoni pitting hija permessa. Ir-ram abjad tal-manganiż (liga BMn3-12) għandu koeffiċjent ta 'reżistenza moderat, koeffiċjent ta' temperatura ta 'reżistenza żgħir u huwa relattivament stabbli. Minħabba l-proprjetajiet elettriċi tajbin tagħha, il-liga BMn3-12 tista 'tintuża biex tagħmel resistors standard u komponenti resistivi ta' strumenti ta 'preċiżjoni oħra. Bl-iżvilupp taż-żminijiet, ir-rekwiżiti għall-preċiżjoni tal-istrumenti qed isiru ogħla u ogħla, għalhekk ir-riċerka dwar din il-liga ma tistax tieqaf biex tbiddel il-kompożizzjoni u l-kontenut tal-liga [6]. Permezz ta 'ttemprar, falliment ta' estrużjoni orizzontali u proċessi ta 'tpinġija, liga BMn3-12 għandha konfini speċjali koerenti tewmin, li jistgħu jtejbu s-saħħa tal-materjal mingħajr ma jaffettwaw il-konduttività tal-materjal. Liga BMn40-1.5 hija liga tar-ram-nikil elettrika li ntużat qabel il-liga BMn3-12. Minħabba l-koeffiċjent ta 'reżistenza iżgħar tat-temperatura tiegħu, għandu reżistenza aħjar tas-sħana u jista' jintuża f'firxa ta 'temperatura usa'. Meta mqabbel ma 'liga BMn3-12, liga BMn{40-1.5 għandha potenzjal termoelettriku ogħla kontra r-ram, għalhekk hija adattata għal resistors ta' preċiżjoni, resistors li jiżżerżqu, transformers tal-bidu u regolazzjoni u strain gauges tar-reżistenza għal AC [8 ]. Ir-ram ta 'l-aluminju-nikil għandu kemm saħħa għolja kif ukoll plastikità u toughness tajba. Fosthom, BAl13-3 liga ħafna drabi tintuża biex tagħmel partijiet reżistenti għall-korrużjoni ta 'saħħa ogħla, u BAl16-1.5 liga tintuża biex tagħmel molol ċatti b'użi importanti. Għal żmien twil, sabiex tittejjeb il-prestazzjoni tar-ram aluminju-nikil, ħafna drabi jiżdiedu ammont żgħir ta 'oligoelementi biex tinħoloq matriċi msaħħa tar-ram aluminju-nikil, li għandha konduttività tajba filwaqt li żżomm saħħa għolja biex tissodisfa r-rekwiżiti prattiċi ta' applikazzjoni . Minħabba li r-ram aluminju-nikil għandu qawwa għolja, konduttività elettrika għolja u reżistenza tajba għall-ilbies, jista 'jintuża bħala materjal potenzjali għal frejms taċ-ċomb u partijiet reżistenti għall-ilbies [9-11].
Il-kupronikil taż-żingu (liga BZn18-18BZn{15-20) jissejjaħ ukoll "fidda Ġermaniża" [12]. Minħabba li r-ram taż-żingu-nikil għandu l-vantaġġi ta 'saħħa tensili tajba, reżistenza għall-għeja u reżistenza għall-korrużjoni, huwa prinċipalment użat bħala qxur ta' komponenti jew kristalli, tagħmir mediku, materjali tal-kostruzzjoni, u qxur ta 'strumenti tar-riħ [13].
3. Rekwiżiti ta 'prestazzjoni ta' liga tar-ram-nikil
Bl-iżvilupp mgħaġġel tal-industrija tal-bini tal-vapuri tal-baħar ta 'pajjiżi, l-industrija taż-żejt u l-gass offshore, il-minjieri tal-baħar, l-enerġija tal-baħar u l-industriji tad-desalinizzazzjoni tal-ilma baħar, ir-rekwiżiti għall-materjali qed isiru ogħla u ogħla [16]. Fost dawn, il-pajpijiet tal-liga tar-ram-nikil jintużaw l-aktar. Pajpijiet tal-kondensatur tal-liga tar-ram għall-vapuri ilhom jaħdmu f'temperatura għolja, pressjoni għolja u medju ta 'tkessiħ korrużiv ħafna - ambjent tal-ilma baħar. Għalhekk, m'għadux biżżejjed għall-kompożizzjoni kimika, il-proprjetajiet mekkaniċi u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-ilma baħar tal-prodott biex jissodisfaw ir-rekwiżiti. Għandhom jitqiegħdu wkoll rekwiżiti stretti fuq l-eżattezza dimensjonali ġeometrika, il-prestazzjoni tal-proċess, l-organizzazzjoni interna u indikaturi oħra. Fl-istess ħin, il-pajpijiet tal-liga tar-ram-nikil huma wkoll meħtieġa li jkollhom reżistenza tajba għall-korrużjoni. , koeffiċjent għoli ta 'trasferiment tas-sħana, dijametru kbir, preċiżjoni għolja, teknoloġija eċċellenti ta' wweldjar mekkaniku, u kapaċità tajba li tinibixxi l-adeżjoni ta 'mikro-organiżmi tal-baħar [17] u karatteristiċi oħra. Fil-preżent, minħabba problemi b'tagħmir ta 'proċessar fiċ-Ċina, ligi ta' tubi tar-ram b'dijametru kbir għadhom ma jistgħux jiġu prodotti bil-massa u jiddependu prinċipalment fuq importazzjonijiet barranin. Għalhekk, għad iridu jingħelbu d-diffikultajiet ta 'produzzjoni ta' pajpijiet tar-ram b'dijametru kbir.
4. Progress tar-riċerka tal-ligi tar-ram-nikil
4.1 Mekkaniżmu ta 'korrużjoni ta' liga tar-ram-nikil
Il-Figura 4 turi l-proċessi varji tar-reazzjoni tal-korrużjoni tal-cupronickel fl-ilma baħar ossiġenat. Il-linja AB fil-figura hija l-proċess ta 'reazzjoni tal-katodu tal-cupronickel fl-ilma baħar, li jista' jiġi espress bħala:
1/2[O2]+[H2O]+2e−=2[OH−] (1)
Il-linja CD fil-Figura 4 hija l-proċess ta 'reazzjoni ta' l-anodu tar-ram abjad mingħajr passivazzjoni fl-ilma baħar. Jista' jiġi espress bħala:
Cu=Cu++e−(2)
T1, T2, T3 fil-Figura 4
Il-kurva hija l-proċess ta 'reazzjoni anodika ta' passivazzjoni tar-ram abjad fl-ilma baħar. Il-linja EF hija proċess ta 'reazzjoni ta' evoluzzjoni ta 'l-idroġenu tar-ram abjad minħabba nuqqas ta' ossiġnu, għalhekk la passivazzjoni u lanqas prodotti ta 'korrużjoni ma huma ffurmati matul dan il-proċess.
Cu(jewCu2O)=Cu2++2e−(3)
image.png
2[Cu2+]+3[OH−]+[Cl−]=Cu2(OH)3Cl (4)
4.2 Riċerka dwar ir-reżistenza għall-korrużjoni ta 'liga tar-ram-nikil
Sabiex jintlaħqu r-rekwiżiti tal-prestazzjoni tal-materjali tal-industrija tal-baħar, saret ħafna riċerka biex tittejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-ligi tar-ram-nikil. Deng Chuping[19] sab li s-saħħa tat-tensjoni u t-titwil tar-ram abjad miżjud ma 'l-art rari Ce ġew imtejba, u l-istruttura tal-qamħ kienet aktar densa. Barra minn hekk, iż-żieda ta 'art rari Ce tista' ttejjeb il-korrużjoni tipika tad-denikel tal-liga f'midja li fiha l-kubrit. tendenza. Jiang et al. [20] studja l-effetti ta 'kontenuti differenti ta' Fe fuq l-istruttura u l-proprjetajiet ta 'liga B10, u sabet li hekk kif il-kontenut ta' Fe żdied, ir-reżistenza għall-korrużjoni wriet tendenza li l-ewwel tiżdied u mbagħad tonqos, iżda ma esploratx aktar il-mekkaniżmu tar-reżistenza għall-korrużjoni . Riċerka. Istitut tar-Riċerka tal-Metalli Mhux tal-ħadid ta 'Beijing
Zhang Jianing [21] sab l-aħjar proporzjon tal-liga biex ittejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni ta 'B10 billi tikkontrolla l-proporzjon Fe/Mn. L-istudju sab li meta Fe/Mn=3:2, ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-liga hija l-aħjar. Ma et al. [22] tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża sabet li l-użu ta 'soluzzjoni solida + deformazzjoni tal-irrumblar kiesaħ + proċess ta' ttemprar ta 'rikristallizzazzjoni jista' jżid in-numru ta 'konfini tal-qamħ u konfini tewmin, u b'hekk jikseb liga b'reżistenza aħjar għall-korrużjoni.
5 Konklużjoni
Dan l-artikolu prinċipalment jieħu liga tar-ram-nikil bħala l-punt tat-tluq, jispjega l-kompożizzjoni kimika u xenarji ta 'applikazzjoni ta' ligi tar-ram-nikil differenti, jintroduċi l-fabbriki ewlenin tal-produzzjoni tat-tubi tal-kondensatur tar-ram fid-dar u barra, u l-prestazzjoni ta 'tubi ta' liga tar-ram-nikil għal pipelines domestiċi tas-sistema tal-baħar. domanda u xejriet futuri fl-iżvilupp ta 'ligi tar-ram-nikil. Il-progress ewlieni tar-riċerka tal-ligi tar-ram-nikil huwa mqassar. Fil-preżent, il-progress ewlieni huwa miż-żieda ta 'traċċi ta' elementi ta 'art rari għaż-żieda ta' kontenuti differenti.
Element Fe, li jbiddel il-proporzjon tal-elementi tal-liga tal-matriċi u l-inġinerija tal-konfini tal-qamħ biex ittejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-ligi tar-ram-nikil.
