Kas niklil{0}}põhiste sulamite löögikindlus väheneb madalatel temperatuuridel märkimisväärselt?

1. Nikli{1}}põhised sulamid, millel on stabiilne löögikindlus madalatel temperatuuridel

Stabiilne austeniitmaatriksi struktuur: need sulamid on konstrueeritud täispinnalise -keskse kuupmeetri (FCC) austeniitmaatriksiga, millel puudub laias temperatuurivahemikus plastiline -habras üleminekutemperatuur (DBTT). Erinevalt kere-keskse kuupmeetri (BCC) metallidest (nt süsinikterasest) võimaldab FCC struktuur mitme dislokatsiooniga libisemissüsteemidel aktiveeruda isegi väga madalatel temperatuuridel, neelates tõhusalt löögienergiat ja vältides rabedat murdumist.

Vähene rabedate faaside ja lisandite sisaldus: Nende sulamite keemiline koostis on optimeeritud, et minimeerida rabedate sademete (nt jämedad karbiidid, intermetallilised ühendid) ja kahjulike lisandite (nt väävel, fosfor) sisaldust. Näiteks Hastelloy C276 kontrollib rangelt süsinikusisaldust alla 0,01%, et vältida pidevate karbiidkilede teket terade piiridel, mis võivad põhjustada rabedust.

Ühtlane mikrostruktuur: Mõistlik kuumtöötlus (nt lahusega lõõmutamine) tagab homogeense tera suuruse ja välistab sisemise pinge. Peened ja ühtlased terad võivad takistada mikropragude levimist löökkoormuse ajal, säilitades veelgi kõrge löögikindluse madalatel temperatuuridel.

2. Nikli{1}}põhised sulamid, mille löögikindlus madalal-temperatuuril on ilmselge langus

Tugevdava faasi sademed: Need sulamid tuginevad suurel hulgal peentugevdusfaasidele (nt faas, faas), et saavutada kõrge -temperatuuritugevus. Madalatel temperatuuridel suureneb dislokatsioonide ja nende jäikade tugevnemisfaaside vaheline interaktsioon, mis vähendab dislokatsiooni liikuvust maatriksis. See viib sulami löögienergia neelamise võime vähenemiseni, mille tulemuseks on toatemperatuuriga võrreldes väiksem löögikindlus.

Teraviljapiiride murenemise oht: Kui kuumtöötlemisprotsess on ebaõige (nt üle -vananemine), võivad jämedad karbiidid (nt M₂₃C₆) tera piiridel sadestuda. Madalatel temperatuuridel muutuvad need karbiidid pingekontsentratsioonipunktideks, mis võivad kiirendada löögi ajal teradevaheliste pragude teket ja levikut, süvendades veelgi sitkuse vähenemist.

Külma tööefekt: Külm-töödeldud sademe-karastatud sulamitel on suurem dislokatsioonitihedus. Madalatel temperatuuridel on kogunenud dislokatsioone raske liigutada, mis toob kaasa löögitugevuse ilmsema languse võrreldes lõõmutatud olekuga.

Näiteks on sulami Inconel 718 Charpy löögienergia toatemperatuuril umbes 80–100 J, samal ajal kui -196 kraadi juures väheneb see 40–60 J, mis on ligikaudu 50% vähenemine. See sitkusaste on siiski piisav enamiku madala temperatuuriga konstruktsioonirakenduste jaoks.

3. Peamised tegurid, mis mõjutavad madalat-temperatuuri löögitugevust

Nikli sisaldus: suurem niklisisaldus aitab stabiliseerida austeniitset maatriksit, suurendades sulami vastupidavust madalal temperatuuril{0}.

Legeerivad elemendid: elemendid, nagu mangaan, lämmastik, võivad terakesi rafineerida ja parandada vastupidavust madalal{0}}temperatuuril; liigne süsinik, räni, fosfor soodustab rabedate faaside teket ja vähendab tugevust.

Kuumtöötlus: Lahuse lõõmutamine võib lahustada rabedaid faase ja parandada tugevust; mõistlik vananemine võib vältida faasi karestumise tugevnemist; üle-vananemine viib vastupidavuse halvenemiseni.

Kokkuvõte

Kokkuvõttes ei näita nikli{0}}põhiste sulamite löögikindlus madalatel temperatuuridel universaalset ja olulist langust. Korrosioonikindlad-nikli-vasesulamid ja kõrge -puhtusastmega nikli-põhised sulamid säilitavad stabiilse sitkuse isegi krüogeensetel temperatuuridel.