Никелевые сплавыинержавеющая стальОба эти материала широко используются в промышленности:-стойкие,-прочные металлические материалы. При выборе промышленных материалов перед инженерами и отделами снабжения часто встает важный вопрос: следует ли нам выбирать никелевые сплавы или нержавеющую сталь? Однако они существенно различаются по составу, основным свойствам и применимым сценариям. В этой статье подробно описаны различия между никелевыми сплавами и нержавеющей сталью по пяти аспектам: рабочая температура, химический состав, коррозионная стойкость, применение и цена.
Различия в химическом составе
Во-первых, с точки зрения химического состава нержавеющая сталь — это прежде всего ферросплав; Монель, феррохром-никель и хастеллой – это сплавы никеля.
Основным компонентом нержавеющей стали является железо, содержание железа в котором превышает 65%, а в некоторых ферритных и мартенситных нержавеющих сталях содержание железа достигает даже более 80%. Напротив, никелевые сплавы обычно имеют содержание железа ниже 50%. Некоторые никелевые сплавы, такие как Hastelloy C-2000, имеют содержание железа даже ниже 3%.
Что касается содержания никеля, то в никелевых сплавах содержание никеля часто превышает 30%, а в некоторых даже превышает 70%. С другой стороны, нержавеющая сталь имеет содержание никеля менее 30%, а некоторые ферритные и мартенситные нержавеющие стали вообще не содержат никеля.
И нержавеющая сталь, и никелевые сплавы содержат около 20% хрома. Хром является очень эффективным ингибитором коррозии и основным источником коррозионной стойкости нержавеющей стали и никелевых сплавов.
Разница в рабочей температуре
Рабочая температура — самая большая разница между нержавеющей сталью и никелевыми сплавами. Как правило, нержавеющая сталь обычно используется при комнатной температуре, а никелевые сплавы в основном используются при высоких-температурах. Одним из наиболее важных факторов, определяющих эту характеристику, является содержание никеля. Поскольку железо не может сохранять стабильную структуру при высоких температурах, трудно гарантировать -высокотемпературные характеристики нержавеющей стали, которая в основном состоит из железа.
Никель же прекрасно сохраняет аустенитную структуру сплава при высоких температурах; только сплавы на основе никеля-хорошо работают при высоких температурах. Хотя никель также присутствует в некоторых аустенитных нержавеющих сталях, содержание никеля в них остается очень низким.
Более того,Монель сплавычасто используются при комнатной температуре, поскольку коррозионная стойкость меди снижается при высоких температурах.
Разница в коррозионной стойкости
Никель, хром и молибден являются основными элементами, определяющими коррозионную стойкость нержавеющей стали и никелевых сплавов.
Никель и молибден — вот настоящие различия между никелевыми сплавами и нержавеющей сталью. Никель сам по себе является превосходным элементом,-устойчивым к коррозии; В отличие от железа, которое легко корродирует на воздухе, никелевые сплавы, естественно, имеют лучшую основу для коррозионной стойкости, чем нержавеющая сталь.
Хром образует оксидную пленку на поверхности металла при контакте с кислородом. Эта оксидная пленка эффективно предотвращает дальнейшее окисление сплава. Разница в содержании хрома между никелевыми сплавами и нержавеющей сталью незначительна; оба обладают превосходной стойкостью к окислению.
Молибден — это металлический элемент с хорошей устойчивостью к коррозии. По сравнению с нержавеющей сталью, никелевые сплавы часто имеют более высокое содержание молибдена. Типичным сплавом с высоким содержанием молибдена является Hastelloy B-3, содержание молибдена в котором достигает 30%. Таким образом, никелевые сплавы превосходят нержавеющую сталь с точки зрения общей коррозионной стойкости.
Различия в областях применения
Никелевые сплавы и нержавеющая сталь имеют множество пересекающихся областей применения, поскольку оба они являются коррозионно--стойкими сплавами. Однако есть три основных различия в их применении:
1. Нержавеющая сталь не подходит для применения при высоких-температурах, тогда как для большинства применений, работающих при высоких-температурах, например, в двигателях, реакторах атомных электростанций и глубоких нефтяных скважинах требуются никелевые сплавы.
2. Нержавеющая сталь широко применяется в гражданских сферах, таких как производство посуды, предметов медицинского назначения и строительства. Никелевые сплавы в основном используются в промышленности и военном деле.
3. Коррозионная стойкость нержавеющей стали ограничена окислительными средами. Если коррозионная среда становится специализированной и сложной, большинство нержавеющих сталей не могут противостоять такой коррозии.
Разница в стоимости
Во-первых, никелевые сплавы значительно дороже нержавеющей стали из-за существенной разницы в цене между никелем и железом.
Во-вторых, никелевые сплавы обычно имеют более высокое содержание молибдена, а молибден в несколько раз дороже никеля. В обычных условиях никелевые сплавы прочнее нержавеющей стали, что увеличивает сложность их механической обработки. Повышенная сложность обработки является еще одним важным фактором, способствующим их более высокой цене.
Наконец, более сложный состав никелевых сплавов, более строгий контроль за микроэлементами и более высокие требования к сырью косвенно повышают их цену.
заключение
И нержавеющая сталь, и никелевые сплавы являются-стойкими к коррозии материалами. В большинстве случаевникелевые сплавыпревосходят нержавеющую сталь. Ключевое различие заключается в рабочей среде: нержавеющая сталь обычно используется при комнатной температуре, а никелевые сплавы часто используются при высоких температурах. Естественно, превосходные характеристики никелевых сплавов имеют более высокую цену. Клиенты могут выбрать наиболее подходящий материал исходя из своего бюджета и потребностей.