Kajian semula penyelidikan dan penggunaan aloi kuprum-nikel, termasuk penyelidikan tentang pengelasan, sifat dan aplikasi, dan keperluan prestasi aloi kuprum-nikel
Abstrak: Perkembangan pesat industri marin telah meningkatkan permintaan terhadap bahan aplikasi kejuruteraan marin, termasuk tembaga putih, yang digunakan secara meluas dalam kapal, beberapa loji kuasa, dan penyahgaraman air laut. Kerana ia tertakluk kepada hakisan dan kakisan air laut jangka panjang, jika rintangan kakisan tidak memenuhi keperluan penggunaan, kegagalan kakisan akan berlaku, mengakibatkan kerugian besar. Oleh itu, kuprum putih telah menarik perhatian yang semakin meningkat kerana rintangan kakisan air laut yang baik (terutama prestasi kakisan hakisan yang baik) dan rintangan keletihan kakisan, prestasi pemprosesan sejuk dan panas yang sangat baik, dan kekuatan tegangan tinggi, kekuatan hasil dan sifat-sifat lain.
Kata kunci: tembaga putih; gubahan; rintangan kakisan; permohonan
Nombor klasifikasi CTL: TG146.15 Kod dokumen: A
Dengan perkembangan industri marin, pemilihan bahan sistem penyejukan air laut telah berkembang daripada tembaga awal TUP, loyang aluminium, dan keluli tahan karat kepada aloi tembaga-nikel semasa dengan ketahanan yang lebih baik terhadap kakisan air laut. Kuprum putih menggunakan nikel sebagai elemen utama dan mengandungi sejumlah kecil Fe, Mn dan unsur-unsur lain untuk membentuk penyelesaian pepejal fasa tunggal berterusan, memberikan kemuluran yang baik, rintangan hentaman dan kestabilan terma. Pada masa yang sama, larutan pepejal tak terhingga tembaga dan nikel menghalang transformasi fasa semasa pemprosesan panas dan sejuk kemudian, jadi ia mempunyai sedikit kesan ke atas sifat mekanikal dan rintangan kakisan aloi. Artikel ini memperkenalkan aloi tembaga putih yang berbeza dan aplikasinya, dan meringkaskan kemajuan penyelidikan aloi tembaga-nikel. Rajah 1 menunjukkan sistem platform luar pesisir, dan Rajah 2 menunjukkan keperluan prestasi bahan.
1. Pengelasan aloi kuprum-nikel
Jadual 1 menunjukkan gred dan komposisi unsur aloi cupronickel. Cupronickel boleh dibahagikan kepada cupronickel mangan, cupronickel besi, cupronickel biasa, cupronickel aluminium dan cupronickel zinc. Disebabkan kandungan unsur Ni yang berbeza, sifatnya berbeza, dan masa penggunaannya juga berbeza. berbeza. Oleh kerana rintangan kakisan yang tidak boleh diganti dan banyak sifat yang lebih baik daripada aloi tradisional, ia mempunyai potensi aplikasi yang hebat.
2. Sifat dan aplikasi aloi kuprum-nikel
Tembaga putih biasa biasanya merupakan aloi tembaga-nikel struktur. Sebagai tambahan kepada rintangan kakisan yang tinggi, ia juga mempunyai sifat mekanikal komprehensif yang baik pada suhu tinggi dan rendah, iaitu keplastikan dan keliatan yang baik. Ia biasanya digunakan sebagai rod atau jalur. Pada masa yang sama, menambah beberapa unsur aloi surih seperti Fe, Mn, Zn dan Al berdasarkan tembaga putih biasa boleh mencapai keperluan prestasi khas dalam aplikasi praktikal dan lebih memenuhi keperluan industri. Kuprum besi-nikel yang paling banyak digunakan ialah BFe10-1-1 (C70600) dan
imej.png
BFe30-1-1 (C71500), apabila pecahan jisim Ni adalah antara 30% dan 10%, aloi mempunyai julat pempasifan yang lebih luas dan rintangan kakisan yang terbaik. Aloi ini juga mempunyai rintangan yang sangat kuat terhadap hakisan dan kakisan air laut, dan dipanggil "aloi kejuruteraan marin". Aplikasi utama aloi kuprum dan kuprum dalam bidang kejuruteraan marin ditunjukkan dalam Jadual 2.
Aloi BFe10-1-1 dan BFe30-1-1 mempunyai kelebihan rintangan yang baik terhadap hakisan dan kakisan air laut, pekali pemindahan haba yang tinggi, sifat mekanikal/kimpalan yang sangat baik, perencatan lekatan mikrob marin, dsb., dan digunakan secara meluas. dalam enjin utama dan tambahan kapal. Paip air penyejuk, saluran paip perlindungan kebakaran pada platform pengeluaran minyak luar pesisir, penukar haba dalam loji kuasa, pemeluwap dalam loji kuasa nuklear pantai dan pemanas air garam dalam peranti penyejatan kilat berbilang peringkat untuk penyahgaraman air laut [2-4]. Pada masa yang sama, aloi BFe30-1-1 mempunyai kekuatan yang lebih tinggi dan juga digunakan dalam bahagian struktur berkekuatan tinggi seperti aci, pengikat, batang injap dan bebibir beberapa peranti marin. Aloi BFe30-2-2, yang tahan terhadap kakisan hakisan air laut dan rintangan kakisan pasir, telah dibangunkan untuk menangani masalah kandungan pasir yang tinggi dalam air laut di Laut China Timur [5]. BFe10-1-1
imej.png
Sifat mekanikal paip aloi BFe{{0}} dalam keadaan keras harus memenuhi: kekuatan tegangan Lebih besar daripada atau sama dengan 370MPa, kekuatan hasil Lebih besar daripada atau sama dengan 150MPa, pemanjangan Lebih besar daripada atau sama dengan 18%, Kekerasan Vickers Lebih besar daripada atau sama dengan 85; rintangan kakisan: jumlah kakisan (50 darjah, air laut 3.5% NaCl) Kurang daripada atau sama dengan 0.025mm/a, kakisan pitting tidak dibenarkan. Kuprum putih mangan (aloi BMn3-12) mempunyai pekali rintangan sederhana, pekali suhu rintangan kecil dan agak stabil. Disebabkan sifat elektriknya yang baik, aloi BMn{11}} boleh digunakan untuk membuat perintang standard dan komponen perintang bagi instrumen ketepatan lain. Dengan perkembangan zaman, keperluan untuk ketepatan instrumen semakin tinggi, jadi penyelidikan terhadap aloi ini tidak boleh berhenti pada perubahan komposisi dan kandungan aloi [6]. Melalui penyepuhlindapan, kegagalan penyemperitan mendatar dan proses lukisan, aloi BMn3-12 mempunyai sempadan kembar koheren khas, yang boleh meningkatkan kekuatan bahan tanpa menjejaskan kekonduksian bahan. Aloi BMn40-1.5 ialah aloi tembaga-nikel elektrik yang digunakan lebih awal daripada aloi BMn3-12. Oleh kerana pekali rintangan suhu yang lebih kecil, ia mempunyai rintangan haba yang lebih baik dan boleh digunakan dalam julat suhu yang lebih luas. Berbanding dengan aloi BMn3-12, aloi BMn40-1.5 mempunyai potensi termoelektrik yang lebih tinggi terhadap kuprum, jadi ia sesuai untuk perintang ketepatan, perintang gelongsor, pengubah permulaan dan mengawal selia serta tolok terikan rintangan untuk AC [8 ]. Kuprum aluminium-nikel mempunyai kekuatan tinggi dan keplastikan dan keliatan yang baik. Antaranya, aloi BAl13-3 sering digunakan untuk membuat bahagian tahan kakisan berkekuatan lebih tinggi, dan aloi BAl16-1.5 digunakan untuk membuat spring rata dengan kegunaan penting. Untuk masa yang lama, untuk meningkatkan prestasi tembaga aluminium-nikel, sejumlah kecil unsur surih sering ditambah untuk mencipta matriks tembaga aluminium-nikel yang diperkukuh, yang mempunyai kekonduksian yang baik sambil mengekalkan kekuatan tinggi untuk memenuhi keperluan aplikasi praktikal. . Oleh kerana kuprum aluminium-nikel mempunyai kekuatan tinggi, kekonduksian elektrik yang tinggi dan rintangan haus yang baik, ia boleh digunakan sebagai bahan berpotensi untuk bingkai plumbum dan bahagian tahan haus [9-11].
Zink cupronickel (BZn18-18BZn15-20 aloi) juga dipanggil "Perak Jerman" [12]. Kerana tembaga zink-nikel mempunyai kelebihan kekuatan tegangan yang baik, rintangan keletihan dan rintangan kakisan, ia digunakan terutamanya sebagai cangkerang komponen atau kristal, peralatan perubatan, bahan binaan, dan cengkerang instrumen angin [13].
