Nikel alaşımlarıVepaslanmaz çelikher ikisi de endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan korozyona-dirençli, yüksek-mukavemetli metalik malzemelerdir. Endüstriyel malzemeleri seçerken mühendisler ve satın alma ekipleri sıklıkla önemli bir soruyla karşı karşıya kalır: Nikel alaşımlarını mı yoksa paslanmaz çeliği mi seçmeliyiz? Ancak ikisi bileşim, temel özellikler ve uygulanabilir senaryolar açısından önemli ölçüde farklılık gösterir. Bu makale nikel alaşımları ile paslanmaz çelik arasındaki farkları beş açıdan detaylandıracaktır: çalışma sıcaklığı, kimyasal bileşim, korozyon direnci, uygulamalar ve fiyat.
Kimyasal bileşimdeki farklılıklar
Birincisi, kimyasal bileşim açısından bakıldığında paslanmaz çelik öncelikle bir ferroalyajdır; Monel, ferrokrom-nikel ve Hastelloy nikel alaşımlarıdır.
Paslanmaz çeliğin ana bileşeni %65'i aşan demir içeriğine sahip demirdir ve bazı ferritik ve martensitik paslanmaz çelikler %80'in üzerine bile ulaşır. Buna karşılık nikel alaşımları tipik olarak %50'nin altında demir içeriğine sahiptir. Hastelloy C-2000 gibi bazı nikel alaşımlarının demir içeriği %3'ün bile altındadır.
Nikel içeriğine ilişkin olarak, nikel alaşımları genellikle %30'un üzerinde, hatta bazılarının %70'i aşan nikel içeriğine sahiptir. Öte yandan paslanmaz çeliğin nikel içeriği %30'dan azdır ve bazı ferritik ve martensitik paslanmaz çelikler hiç nikel içermez.
Hem paslanmaz çelik hem de nikel alaşımları yaklaşık %20 krom içerir. Krom çok etkili bir korozyon önleyicidir ve paslanmaz çelik ve nikel alaşımlarının korozyon direncinin ana kaynağıdır.
Çalışma Sıcaklığı Farkı
Çalışma sıcaklığı paslanmaz çelik ve nikel alaşımları arasındaki en büyük farktır. Genellikle paslanmaz çelik genellikle oda sıcaklığındaki uygulamalarda kullanılırken, nikel alaşımları öncelikle yüksek-sıcaklıktaki ortamlarda kullanılır. Bu özelliği belirleyen en önemli faktörlerden biri nikel içeriğidir. Demir, yüksek sıcaklıklarda sabit bir yapıyı koruyamadığı için, esas olarak demirden oluşan paslanmaz çeliğin-yüksek sıcaklık performansını garanti etmek zordur.
Nikel ise yüksek sıcaklıklarda alaşımın östenitik yapısını mükemmel şekilde korur; yalnızca nikel-bazlı alaşımlar yüksek sıcaklıklarda iyi performans gösterir. Bazı östenitik paslanmaz çeliklerde nikel de bulunmasına rağmen nikel içeriği çok düşük kalır.
Üstelik,Monel alaşımlarıYüksek sıcaklıklarda bakırın korozyon direnci azaldığı için genellikle oda sıcaklığında kullanılır.
Korozyon direncindeki fark
Paslanmaz çelik ve nikel alaşımlarının korozyon direncini belirleyen ana elementler nikel, krom ve molibdendir.
Nikel ve molibden, nikel alaşımları ile paslanmaz çelik arasındaki gerçek farklardır. Nikel, korozyona-dirençli mükemmel bir elementtir; Havada kolayca paslanan demirin aksine, nikel alaşımları doğal olarak korozyon direnci açısından paslanmaz çeliğe göre daha iyi bir temele sahiptir.
Krom, oksijenle temas ettiğinde metal yüzeyinde bir oksit filmi oluşturur. Bu oksit filmi, alaşımın daha fazla oksidasyonunu etkili bir şekilde önler. Nikel alaşımları ile paslanmaz çelik arasındaki krom içeriği farkı önemli değildir; her ikisi de mükemmel oksidasyon direnci sergiler.
Molibden, korozyonu azaltmaya karşı iyi dirence sahip metalik bir elementtir. Paslanmaz çelikle karşılaştırıldığında nikel alaşımları genellikle daha yüksek molibden içeriğine sahiptir. Yüksek molibden içeriğine sahip tipik bir alaşım, %30 kadar yüksek bir molibden içeriğine sahip olan Hastelloy B-3'tür. Özetle, nikel alaşımları genel korozyon direnci açısından paslanmaz çelikten üstündür.
Uygulama alanlarındaki farklılıklar
Nikel alaşımları ve paslanmaz çelik, her ikisi de korozyona- dirençli alaşımlar olduğundan, birçok örtüşen uygulamaya sahiptir. Ancak uygulamalarında üç temel farklılık vardır:
1. Paslanmaz çelik, yüksek-sıcaklık uygulamaları için uygun değildir; motorlar, nükleer enerji santrali reaktörleri ve derin petrol kuyuları gibi yüksek-sıcaklık uygulamalarının çoğu nikel alaşımları gerektirir.
2. Paslanmaz çeliğin sofra takımları, tıbbi malzemeler ve inşaat gibi sivil alanlarda geniş uygulamaları vardır. Nikel alaşımları öncelikle endüstriyel ve askeri uygulamalarda kullanılır.
3. Paslanmaz çeliğin korozyon direnci oksitleyici ortamlarla sınırlıdır. Aşındırıcı ortam uzmanlaşmış ve karmaşık hale gelirse, çoğu paslanmaz çelik bu tür korozyona karşı koyamaz.
Maliyet farkı
Birincisi, nikel ve demir arasındaki önemli fiyat farkından dolayı nikel alaşımları paslanmaz çeliğe göre önemli ölçüde daha pahalıdır.
İkincisi, nikel alaşımları tipik olarak daha yüksek molibden içeriğine sahiptir ve molibden nikelden birkaç kat daha pahalıdır. Normal koşullar altında nikel alaşımları paslanmaz çelikten daha güçlüdür ve bu da bunların işlenmesinin zorluğunu artırır. Bu artan işleme zorluğu, daha yüksek fiyatlara katkıda bulunan bir diğer önemli faktördür.
Son olarak, nikel alaşımlarının daha karmaşık bileşimi, iz elementler üzerinde daha sıkı kontrol ve hammaddelere yönelik daha yüksek gereksinimler dolaylı olarak fiyatlarını artırır.
çözüm
Hem paslanmaz çelik hem de nikel alaşımları korozyona- dayanıklı malzemelerdir. Çoğu durumda,nikel alaşımlarıpaslanmaz çelikten daha iyi performans gösterir. Önemli bir fark, çalışma ortamlarında yatmaktadır: paslanmaz çelik genellikle oda sıcaklığında kullanılırken, nikel alaşımları genellikle yüksek sıcaklıklarda kullanılır. Doğal olarak nikel alaşımlarının üstün performansının maliyeti daha yüksektir. Müşteriler bütçelerine ve ihtiyaçlarına göre en uygun malzemeyi seçebilirler.