Нікелеві сплавиінержавіюча стальце обидва широко використовувані корозійно-стійкі,-високоміцні металеві матеріали в промисловому застосуванні. Вибираючи промислові матеріали, інженери та відділи закупівель часто стикаються з ключовим питанням: нікелеві сплави чи нержавіючу сталь? Однак ці два істотно відрізняються за складом, основними властивостями та застосовними сценаріями. У цій статті детально описано відмінності між нікелевими сплавами та нержавіючої сталлю з п’яти аспектів: робоча температура, хімічний склад, стійкість до корозії, застосування та ціна.
Відмінності в хімічному складі
По-перше, з точки зору хімічного складу, нержавіюча сталь є переважно феросплавом; Монель, ферохром-нікель і хастеллой є нікелевими сплавами.
Основним компонентом нержавіючої сталі є залізо, вміст заліза перевищує 65%, а в деяких феритних і мартенситних нержавіючих сталях навіть досягає 80%. Навпаки, нікелеві сплави зазвичай мають вміст заліза нижче 50%. Деякі нікелеві сплави, такі як Hastelloy C-2000, мають вміст заліза навіть нижче 3%.
Що стосується вмісту нікелю, нікелеві сплави часто мають вміст нікелю більше 30%, а деякі навіть перевищують 70%. З іншого боку, нержавіюча сталь має вміст нікелю менше 30%, а деякі феритні та мартенситні нержавіючі сталі взагалі не містять нікелю.
Як нержавіюча сталь, так і нікелеві сплави містять приблизно 20% хрому. Хром є дуже ефективним інгібітором корозії та основним джерелом корозійної стійкості нержавіючої сталі та нікелевих сплавів.
Різниця в робочій температурі
Робоча температура є найбільшою різницею між нержавіючої сталлю та нікелевими сплавами. Як правило, нержавіюча сталь зазвичай використовується при кімнатній температурі, тоді як нікелеві сплави переважно використовуються в середовищах із високою-температурою. Одним з найважливіших факторів, що визначають цю характеристику, є вміст нікелю. Оскільки залізо не може підтримувати стабільну структуру за високих температур, важко гарантувати-високотемпературні характеристики нержавіючої сталі, яка в основному складається із заліза.
Нікель, навпаки, чудово зберігає аустенітну структуру сплаву при високих температурах; лише сплави на основі-нікелю добре працюють при високих температурах. Хоча нікель також присутній у деяких аустенітних нержавіючих сталях, вміст нікелю в них залишається дуже низьким.
Крім того,Монель сплавичасто використовуються при кімнатній температурі, оскільки корозійна стійкість міді знижується при високих температурах.
Різниця в стійкості до корозії
Нікель, хром і молібден є основними елементами, що визначають корозійну стійкість нержавіючої сталі та нікелевих сплавів.
Нікель і молібден є справжньою відмінністю між нікелевими сплавами та нержавіючої сталлю. Нікель сам по собі є чудовим -стійким елементом; На відміну від заліза, яке легко кородує на повітрі, нікелеві сплави природно мають кращу основу для стійкості до корозії, ніж нержавіюча сталь.
Хром утворює оксидну плівку на поверхні металу при контакті з киснем. Ця оксидна плівка ефективно запобігає подальшому окисленню сплаву. Різниця у вмісті хрому між нікелевими сплавами та нержавіючої сталлю незначна; обидва виявляють чудову стійкість до окислення.
Молібден є металевим елементом із хорошою стійкістю до зменшення корозії. У порівнянні з нержавіючої сталлю нікелеві сплави часто мають більший вміст молібдену. Типовим сплавом із високим вмістом молібдену є Hastelloy B-3, який має вміст молібдену до 30%. Таким чином, нікелеві сплави перевершують нержавіючу сталь з точки зору загальної стійкості до корозії.
Відмінності в сферах застосування
Нікелеві сплави та нержавіюча сталь мають багато застосувань, які перетинаються, оскільки обидва вони корозійно-стійкі сплави. Однак є три основні відмінності в їх застосуванні:
1. Нержавіюча сталь не підходить для застосування при високих-температурах, тоді як для більшості застосувань при високих{2}}температурах потрібні нікелеві сплави, наприклад двигуни, реактори атомних електростанцій і глибокі нафтові свердловини.
2. Нержавіюча сталь має широке застосування в цивільних сферах, таких як посуд, медичне приладдя та будівництво. Нікелеві сплави в основному використовуються в промисловості та військових цілях.
3. Корозійна стійкість нержавіючої сталі обмежена окисними середовищами. Якщо корозійне середовище стає спеціальним і складним, більшість нержавіючих сталей не можуть протистояти такій корозії.
Різниця у вартості
По-перше, нікелеві сплави значно дорожчі за нержавіючу сталь через істотну різницю в ціні між нікелем і залізом.
По-друге, нікелеві сплави зазвичай мають більший вміст молібдену, а молібден у кілька разів дорожчий за нікель. За нормальних умов нікелеві сплави міцніші за нержавіючу сталь, що ускладнює їх механічну обробку. Ця підвищена складність обробки є ще одним важливим фактором, що сприяє їх вищій ціні.
Нарешті, більш складний склад нікелевих сплавів, суворіший контроль над мікроелементами та вищі вимоги до сировини опосередковано підвищують їх ціну.
висновок
Як нержавіюча сталь, так і нікелеві сплави є стійкими-до корозії матеріалами. У більшості випадківнікелеві сплавиперевершують нержавіючу сталь. Ключова відмінність полягає в їхньому робочому середовищі: нержавіюча сталь зазвичай використовується при кімнатній температурі, тоді як нікелеві сплави часто використовуються при високих температурах. Природно, чудові характеристики нікелевих сплавів мають вищу ціну. Клієнти можуть вибрати найбільш підходящий матеріал, виходячи зі свого бюджету та потреб.