Yfirlit yfir rannsóknir og notkun á kopar-nikkel málmblöndur, þar með talið rannsóknir á flokkun, eiginleikum og notkun, og frammistöðukröfur kopar-nikkel málmblöndur.
Ágrip: Hröð þróun sjávariðnaðarins hefur sett auknar kröfur um notkunarefni sjávarverkfræði, þar á meðal hvítan kopar, sem er mikið notaður í skipum, sumum orkuverum og afsöltun sjós. Vegna þess að það er háð langvarandi sjóveðrun og tæringu, ef tæringarþolið uppfyllir ekki notkunarkröfur, mun tæringarbilun eiga sér stað, sem leiðir til mikils taps. Þess vegna hefur hvítur kopar vakið aukna athygli vegna góðrar tæringarþols sjávar (sérstaklega góðs tæringarþols) og tæringarþols, framúrskarandi köldu og heitu vinnsluárangri og mikillar togstyrks, ávöxtunarþols og annarra eiginleika.
Lykilorð: hvítur kopar; samsetning; tæringarþol; umsókn
CTL flokkunarnúmer: TG146.15 Skjalakóði: A
Með þróun sjávariðnaðarins hefur efnisval sjávarkælikerfa þróast frá fyrstu TUP kopar, ál kopar og ryðfríu stáli yfir í núverandi kopar-nikkel málmblöndu með betri viðnám gegn sjótæringu. Hvítur kopar notar nikkel sem aðalþáttinn og inniheldur lítið magn af Fe, Mn og öðrum þáttum til að mynda samfellda einfasa fasta lausn, sem gefur henni góða sveigjanleika, höggþol og hitastöðugleika. Á sama tíma kemur óendanlega fast lausn kopar og nikkels í veg fyrir fasabreytingu við seinna heita og köldu vinnslu, þannig að það hefur lítil áhrif á vélrænni eiginleika og tæringarþol málmblöndunnar. Þessi grein kynnir mismunandi hvíta koparblöndur og notkun þeirra og dregur saman rannsóknarframvindu kopar-nikkel málmblöndur. Mynd 1 sýnir úthafspallakerfið og mynd 2 sýnir kröfur um frammistöðu efnisins.
1. Flokkun kopar-nikkel málmblöndur
Tafla 1 sýnir einkunn og frumefnasamsetningu cupronikkel álfelgur. Cupronickel má skipta í mangan cupronickel, járn cupronickel, venjulegur cupronickel, ál cupronickel og sink cupronickel. Vegna mismunandi innihalds Ni-þáttar eru eiginleikar þess mismunandi og notkunartilvikin eru einnig mismunandi. öðruvísi. Vegna óbætanlegrar tæringarþols og margra eiginleika sem eru betri en hefðbundin málmblöndur, hefur það mikla notkunarmöguleika.
2. Eiginleikar og notkun kopar-nikkel málmblöndur
Venjulegur hvítur kopar er almennt burðarvirki kopar-nikkel málmblöndur. Til viðbótar við mikla tæringarþol, hefur það einnig góða alhliða vélræna eiginleika við hátt og lágt hitastig, það er gott mýkt og seigja. Það er almennt notað sem stangir eða ræmur. Á sama tíma getur það að bæta við nokkrum snefilefnum eins og Fe, Mn, Zn og Al á grundvelli venjulegs hvíts kopar náð sérstökum frammistöðukröfum í hagnýtri notkun og betur mætt iðnaðarþörfum. Mest notaði járn-nikkel koparinn er BFe10-1-1 (C70600) og
mynd.png
BFe30-1-1 (C71500), þegar massahlutfall Ni er á milli 30% og 10%, hefur málmblönduna breiðara aðgerðasvið og besta tæringarþol. Málblönduna hefur einnig ofursterkt viðnám gegn sjóvef og tæringu og er kallað „hafverkfræði álfelgur“. Helstu notkun kopars og koparblendis á sviði skipaverkfræði er sýnd í töflu 2.
BFe10-1-1 og BFe30-1-1 málmblöndur hafa þá kosti að vera góð viðnám gegn sjóvef og tæringu, háan hitaflutningsstuðul, framúrskarandi vélrænni/suðueiginleika, hindrun á viðloðun sjávarörvera o.s.frv., og eru mikið notaðar. í aðal- og hjálparvélum skipa. Kælivatnslagnir, brunavarnarlagnir á olíuvinnslupöllum undan ströndum, varmaskiptar í orkuverum, þéttar í strandkjarnorkuverum og pækilhitara í fjölþrepa leifturuppgufunarbúnaði til afsöltunar sjávar [2-4]. Á sama tíma hefur BFe30-1-1 álfelgur meiri styrk og er einnig notað í hástyrktar burðarhluti eins og stokka, festingar, ventilstilka og flansa sumra sjávartækja. BFe30-2-2 málmblönduna, sem er ónæm fyrir tæringu á sjóveðrun og tæringarþol á sandi, var þróuð til að takast á við vandamálið með háu sandinnihaldi í sjó í Austur-Kínahafi [5]. BFe10-1-1
mynd.png
Vélrænni eiginleikar BFe{{0}} álröra í hörðu ástandi ættu að uppfylla: togstyrkur Stærri en eða jafn 370MPa, flæðistyrkur Stærri en eða jafn 150MPa, lenging Stærri en eða jafn 18%, Vickers hörku Stærri en eða jafn og 85; tæringarþol: tæringarmagn (50 gráður, 3,5% NaCl sjór) Minna en eða jafnt og 0,025 mm/a, engin gryfjutæring er leyfð. Manganhvítur kopar (BMn3-12 álfelgur) hefur miðlungs viðnámsstuðul, lítinn viðnámshitastuðull og er tiltölulega stöðugur. Vegna góðra rafeiginleika þess er hægt að nota BMn3-12 málmblöndu til að búa til staðlaða viðnám og viðnámsíhluti annarra nákvæmnistækja. Með þróun tímans verða kröfur um nákvæmni tækja sífellt hærri og því geta rannsóknir á þessari málmblöndu ekki hætt við að breyta málmblöndunni og innihaldi [6]. Með glæðingu, láréttri útpressunarbilun og teikningarferlum hefur BMn3-12 álfelgur sérstök samfelld tvíhliða mörk, sem geta bætt styrk efnisins án þess að hafa áhrif á leiðni efnisins. BMn40-1.5 álfelgur er rafmagns kopar-nikkel álfelgur sem var notað fyrr en BMn3-12 álfelgur. Vegna minni hitastigs viðnámsstuðuls hefur það betri hitaþol og hægt að nota það á breiðari hitastigi. Samanborið við BMn3-12 álfelgur, hefur BMn40-1.5 álfelgur meiri hitaorkugetu gegn kopar, þannig að hún er hentug fyrir nákvæmniviðnám, renniviðnám, ræsi- og stjórnun spennubreyta og viðnámsþyngdarmæla fyrir AC [8] ]. Ál-nikkel kopar hefur bæði mikinn styrk og góða mýkt og hörku. Meðal þeirra er BAl13-3 álfelgur oft notað til að búa til sterkari tæringarþolna hluta og BAl16-1.5 álfelgur er notað til að búa til flata gorma með mikilvægum notum. Í langan tíma, til að bæta frammistöðu ál-nikkel kopar, er lítið magn af snefilefnum oft bætt við til að búa til styrkt fylki af ál-nikkel kopar, sem hefur góða leiðni en viðheldur háum styrk til að uppfylla hagnýtar kröfur um notkun . Vegna þess að ál-nikkel kopar hefur mikinn styrk, mikla rafleiðni og góða slitþol, er hægt að nota hann sem hugsanlegt efni í blýgrindur og slitþolna hluta [9-11].
Sink cupronickel (BZn18-18BZn15-20 málmblöndur) er einnig kallað „þýskt silfur“ [12]. Vegna þess að sink-nikkel kopar hefur góða togstyrk, þreytuþol og tæringarþol, er hann aðallega notaður sem skeljar úr íhlutum eða kristöllum, lækningatækjum, byggingarefni og blástursskeljar [13].
3. Krafa um árangur af kopar-nikkelblendi
Með hraðri þróun sjávarskipasmíðaiðnaðar í landinu mínu, olíu- og gasiðnaðar á hafi úti, sjávarnámu, sjávarorku og afsöltunariðnaðar, verða kröfurnar um efni sífellt hærri [16]. Meðal þeirra eru kopar-nikkel ál rör að mestu notuð. Eimsvalarrör úr koparblendi fyrir skip hafa lengi starfað við háan hita, háan þrýsting og mjög ætandi kælimiðil - sjóumhverfi. Þess vegna er ekki lengur nóg að efnasamsetning, vélrænni eiginleikar og tæringarþol vörunnar uppfylli kröfurnar. Einnig þarf að gera strangar kröfur um rúmfræðilega víddarnákvæmni, frammistöðu ferla, innra skipulag og aðra mælikvarða. Á sama tíma þarf kopar-nikkelblendirör einnig að hafa góða tæringarþol. , hár hitaflutningsstuðull, stórt þvermál, mikil nákvæmni, framúrskarandi vélræn suðutækni og góð hæfni til að hindra viðloðun sjávarörvera [17] og önnur einkenni. Sem stendur, vegna vandamála með vinnslubúnað í Kína, er enn ekki hægt að fjöldaframleiða koparrör með stórum þvermál og treysta aðallega á erlendan innflutning. Því þarf enn að yfirstíga framleiðsluerfiðleika koparröra með stórum þvermál.
4. Rannsóknarframfarir á kopar-nikkel málmblöndur
4.1 Tæringarkerfi kopar-nikkel álfelgur
Mynd 4 sýnir hina ýmsu ferla tæringarhvarfa cupronickels í súrefnisríkum sjó. AB línan á myndinni er bakskautsviðbragðsferli cupronikkel í sjó, sem hægt er að gefa upp sem:
1/2[O2]+[H2O]+2e−=2[OH−] (1)
CD línan á mynd 4 er rafskautahvarfsferlið hvíts kopars án aðgerðaleysis í sjó. Það má tjá sem:
Cu=Cu++e−(2)
T1, T2, T3 á mynd 4
Ferillinn er rafskautsviðbragðsferlið við passivering hvíts kopars í sjó. EF línan er vetnisþróunarhvarfsferli hvíts kopars vegna skorts á súrefni, þannig að hvorki passiverings- né tæringarafurðir myndast við þetta ferli.
Cu(orCu2O)=Cu2++2e−(3)
mynd.png
2[Cu2+]+3[OH−]+[Cl−]=Cu2(OH)3Cl (4)
4.2 Rannsóknir á tæringarþoli kopar-nikkelblendis
Til að uppfylla frammistöðukröfur sjávariðnaðarefna hafa miklar rannsóknir verið gerðar til að bæta tæringarþol kopar-nikkel málmblöndur. Deng Chuping[19] komst að því að togstyrkur og lenging hvíts kopars sem bætt var við sjaldgæft jarðefni Ce var bætt og kornbyggingin var þéttari. Þar að auki gæti það að bæta við sjaldgæfum jarðvegi Ce bætt dæmigerða denikkeltæringu málmblöndunnar í efni sem inniheldur brennistein. tilhneigingu. Jiang o.fl. [20] rannsakað áhrif mismunandi Fe innihalds á uppbyggingu og eiginleika B10 málmblöndunnar og komst að því að þegar Fe innihaldið jókst sýndi tæringarþolið þá tilhneigingu að fyrst stækka og síðan minnka, en ekki kanna frekar tæringarþolskerfið . Rannsóknir. Beijing Nonferrous Metals Research Institute
Zhang Jianing [21] fann besta álhlutfallið til að bæta tæringarþol B10 með því að stjórna Fe/Mn hlutfallinu. Rannsóknin leiddi í ljós að þegar Fe/Mn=3:2 er tæringarþol málmblöndunnar best. Ma o.fl. [22] Kínverska vísindaakademíunnar komst að því að notkun fastrar lausnar + kaldvals aflögunar + endurkristöllunarglæðingarferlis getur aukið fjölda kornamarka og tvíburamarka og þannig fengið málmblöndu með betri tæringarþol.
5 Niðurstaða
Þessi grein tekur aðallega kopar-nikkel málmblöndur sem upphafspunkt, útskýrir efnasamsetningu og notkunarsviðsmyndir mismunandi kopar-nikkel málmblöndur, kynnir leiðandi verksmiðjur til framleiðslu á kopar eimsvala rör heima og erlendis og frammistöðu kopar-nikkel álröra fyrir lagnir innanlands sjávarkerfis. eftirspurn og framtíðarþróun í þróun kopar-nikkel málmblöndur. Helstu rannsóknir á kopar-nikkel málmblöndur eru teknar saman. Sem stendur eru helstu framfarirnar frá því að bæta við snefilmagni sjaldgæfra jarðefnaþátta yfir í að bæta við mismunandi innihaldi.
Fe frumefni, breytir hlutfalli fylkisblendiþátta og kornmarkaverkfræði til að bæta tæringarþol kopar-nikkelblendis.
