นิกเกิล 200 กับ นิกเกิล 201: ปริมาณคาร์บอนต่ำและบริการที่อุณหภูมิสูง-

นิกเกิล 200 และนิกเกิล 201 ต่างก็บริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์ (ขั้นต่ำ 99.6%) แต่ปริมาณคาร์บอนที่แตกต่างกันเล็กน้อย - ต่ำกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ - จะเป็นตัวกำหนดว่าส่วนประกอบจะมีความเหนียวหรือเปราะที่อุณหภูมิสูงหรือไม่ คู่มือนี้จะอธิบายอย่างชัดเจนถึงความหมายของความแตกต่างดังกล่าวในการเลือกใช้วัสดุ การผลิต และอายุการใช้งาน

อะไรคือความแตกต่างหลักระหว่างนิกเกิล 200 และนิกเกิล 201?

นิกเกิล 200 (UNS N02200) และนิกเกิล 201 (UNS N02201) เป็นโลหะผสมนิกเกิลดัดบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ที่มีองค์ประกอบพื้นฐานเหมือนกัน แต่นิกเกิล 201 มีปริมาณคาร์บอนสูงสุดต่ำกว่ามาก - 0.02% เทียบกับ 0.15% สำหรับนิกเกิล 200 - ซึ่งป้องกันการเปราะของกราไฟท์ที่อุณหภูมิสูง และทำให้นิกเกิล 201 เป็นตัวเลือกที่จำเป็นสำหรับการบริการอย่างต่อเนื่องที่สูงกว่า 600 องศา ฉ (315 องศา )

ทั้งสองเกรดมีนิกเกิลอย่างน้อย 99.0% (โดยทั่วไป 99.6% หรือสูงกว่าในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์) โดยมีการเติมแมงกานีส เหล็ก และทองแดงเล็กน้อยและควบคุมอย่างแน่นหนา คาร์บอนเป็นองค์ประกอบหนึ่งที่ถูกจงใจจำกัดให้ต่ำกว่าระดับปกติในนิกเกิล 201 มาก เนื่องจากที่อุณหภูมิสูง คาร์บอนจะมีพฤติกรรมแตกต่างกันมากในสองเกรดนี้ - ซึ่งส่งผลอย่างแท้จริงต่อความแข็งแกร่งและความเหนียว

ตารางที่ 1. ขีดจำกัดองค์ประกอบทางเคมีตาม ASTM B160 / B162 (ค่าเป็นเปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก)

นิกเกิล 200 ใช้ดีที่สุดเพื่ออะไร?

นิกเกิล 200 เหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานในห้อง- และอุณหภูมิปานกลาง-ที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม การนำความร้อนและไฟฟ้าสูง และความง่ายในการผลิต - รวมถึงการจัดการโซดาไฟ การแปรรูปอาหาร ตลอดจนส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า

ปริมาณคาร์บอนที่อนุญาตได้สูงกว่าของ Nickel 200 ไม่ใช่ข้อบกพร่อง - เพียงแต่หมายความว่าเกรดนี้ไม่ได้มีไว้สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง-เป็นเวลานาน อุณหภูมิที่ต่ำกว่าประมาณ 600 องศา F (315 องศา) ปริมาณคาร์บอนไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อพฤติกรรมทางกล ดังนั้น นิกเกิล 200 จึงทำงานได้ดีเยี่ยมและโดยทั่วไปจะมีต้นทุนในการผลิตน้อยกว่า-นิกเกิล 201 ที่ควบคุมเข้มงวดกว่า

การใช้งานทั่วไปของนิกเกิล 200

• โซดาไฟ (โซเดียมไฮดรอกไซด์) และอุปกรณ์จัดการอัลคาไล
• อุปกรณ์แปรรูปอาหาร-ที่ต้องการการปนเปื้อนของโลหะต่ำ
• ชิ้นส่วนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (สายไฟ ขั้วต่อ ชีลด์)
• ถังและถุงขนส่งสารเคมีสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง-
• ส่วนประกอบทางทะเลและน้ำจืดที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 600 องศา F (315 องศา)

นิกเกิล 201 คืออะไร และเหตุใดจึงใช้ที่อุณหภูมิสูง?

นิกเกิล 201เป็นนิกเกิลบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์ที่มีคาร์บอนต่ำ{0}} ซึ่งผลิตขึ้นโดยเฉพาะเพื่อต้านทานการเกิดกราฟต์และการเปราะที่สูงกว่า 600 องศา F (315 องศา ) ทำให้เป็นเกรดมาตรฐานสำหรับชิ้นส่วนเตาเผา อุปกรณ์กระบวนการที่มีอุณหภูมิสูง- และส่วนประกอบนิกเกิลใดๆ ที่จะเห็นความร้อนที่ยั่งยืนในการให้บริการ

ที่อุณหภูมิสูงกว่าประมาณ 600 องศา F (315 องศา) คาร์บอนในนิกเกิล 200 สามารถตกตะกอนออกจากสารละลายของแข็งในรูปของกราไฟท์ โดยมุ่งไปที่ขอบเขตของเกรน

กราไฟต์คาร์บอนนี้ไม่ได้เสริมความแข็งแกร่งของโลหะเหมือนกับที่คาร์ไบด์เสริมความแข็งแกร่งให้กับเหล็ก - แทน แต่จะก่อให้เกิดจุดอ่อนที่เชื่อมต่อกันซึ่งจะช่วยลดความเหนียวและความเหนียวของแรงกระแทกลงอย่างมาก ซึ่งเป็นโหมดความล้มเหลวที่มักเรียกว่าการแตกตัวที่อุณหภูมิสูง- เนื่องจากปริมาณคาร์บอนของ Nickel 201 ถูกจำกัดไว้ที่ 0.02% จึงมีคาร์บอนไม่เพียงพอที่จะก่อตัวเป็นโครงข่ายกราไฟท์ที่สร้างความเสียหาย ดังนั้นโลหะผสมจึงยังคงความเหนียวและความเหนียวไว้ได้แม้ว่าจะสัมผัสกับอุณหภูมิสูง-เป็นเวลานานก็ตาม

การใช้งานทั่วไปของนิกเกิล 201

• ส่วนประกอบเตาและอุปกรณ์-อุปกรณ์บำบัดความร้อน
• เครื่องระเหยสารกัดกร่อนและบริการอัลคาไลอุณหภูมิสูง-
• หลอดอิเล็กตรอนและฮาร์ดแวร์เตาสุญญากาศ-
• อุปกรณ์แปรรูปทางเคมีที่ทำงานสูงกว่า 600 องศา F (315 องศา)
• ชุดเชื่อมที่จะเห็นโพสต์-การเชื่อมหรือใน-ความร้อนในการให้บริการที่สูงกว่า 600 องศา F (315 องศา )

ปริมาณคาร์บอนทำให้เกิด-การแตกตัวของอุณหภูมิสูงได้อย่างไร

ปริมาณคาร์บอนควบคุมความเสี่ยงต่อการเปราะเนื่องจากนิกเกิลมีความสามารถในการละลายของแข็งสำหรับคาร์บอนที่อุณหภูมิสูงต่ำมาก คาร์บอนส่วนเกินจะตกตะกอนเป็นกราไฟท์ตามขอบเขตของเกรน และยิ่งมีคาร์บอนมากขึ้น โครงข่ายกราไฟท์ก็จะหนาแน่นและสร้างความเสียหายมากขึ้นตามไปด้วย

นี่เป็นปัญหาความสามารถในการละลาย ไม่ใช่ปัญหาด้านความแข็งแกร่ง คาร์บอนในนิกเกิลต่างจากเหล็กตรงที่คาร์บอนก่อตัวแข็งและเสริมความแข็งแกร่งให้กับคาร์ไบด์ คาร์บอนในนิกเกิลจะมีค่าเกินกว่าที่โลหะจะกักเก็บในสารละลายได้เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น จากนั้นจึงตกลงมาเป็นกราไฟท์ที่อ่อนและอ่อน ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติสำหรับการเลือกเกรดมีผลโดยตรง:

นิกเกิล 201 (สูงสุด 0.02% C): คาร์บอนจะอยู่ในระดับต่ำพอที่จะเกิดกราไฟท์เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย แม้ว่าจะสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงกว่า 600 องศา F (315 องศา) เป็นเวลานานก็ตาม คงความเหนียวและความเหนียวไว้

นิกเกิล 200 (สูงสุด 0.15% C): ปริมาณคาร์บอนสูงพอที่จะทำให้การตกตะกอนของกราไฟท์มีแนวโน้มสูงกว่า 600 องศา F (315 องศา ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเย็นตัวช้าหรือใช้เวลาคงตัวนาน ส่งผลให้สูญเสียความเหนียวและความเหนียวในการรับแรงกระแทกที่วัดได้

นี่คือเหตุผลว่าทำไมเกณฑ์ 600 องศา F (315 องศา ) จึงถือเป็นขอบเขตที่เข้มงวดในการปฏิบัติงานด้านข้อกำหนดและการออกแบบ แทนที่จะเป็นแนวทางคร่าวๆ: ด้านล่าง เกรดใดเกรดหนึ่งจะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ ข้างต้นแนะนำให้ใช้เฉพาะนิกเกิล 201 เพื่อการบริการที่ยั่งยืน

อะไรคือความแตกต่างระหว่างคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพระหว่างนิกเกิล 200 และนิกเกิล 201?

ที่อุณหภูมิห้อง นิกเกิล 200 และนิกเกิล 201 มีคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพที่เหมือนกันโดยพื้นฐาน ความแตกต่างจะมีนัยสำคัญเฉพาะเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงกว่า 600 องศา F (315 องศา) เป็นเวลานาน โดยที่ Nickel 200 จะสูญเสียความเหนียวและความเหนียว ในขณะที่ Nickel 201 ยังคงรักษาไว้ทั้งสองอย่าง

ตารางที่ 2. คุณสมบัติทางกลและทางกายภาพที่เป็นตัวแทนตามมาตรฐาน ASTM B160 / B161 / B162

คุณควรเลือกเกรดใดสำหรับการสมัครของคุณ?

เลือกนิกเกิล 200สำหรับบริการอุณหภูมิ-ที่มีประสิทธิภาพ ห้อง- ถึงปานกลาง-ในการใช้งานที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือสูง- เลือกนิกเกิล 201 สำหรับส่วนประกอบใดๆ ที่ทำงานอย่างต่อเนื่องเหนือ 600 องศา F (315 องศา) หรือสำหรับการเชื่อมที่จะพบกับความร้อนที่ยั่งยืนในภายหลัง

ตารางที่ 3. คู่มือการเลือกเกรดอ้างอิงฉบับย่อ-

เมื่อการออกแบบอยู่ใกล้กับเกณฑ์ 600 องศา F (315 องศา ) หรือเมื่อส่วนประกอบจะถูกเชื่อมและให้ความร้อนทั้งคู่ในการให้บริการ วิธีปฏิบัติที่ปลอดภัยและเป็นมาตรฐานคือระบุนิกเกิล 201 แทนที่จะเสี่ยงต่อการเกิดกราฟในนิกเกิล 200 ความแตกต่างด้านต้นทุนเพียงเล็กน้อยระหว่างสองเกรดนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับต้นทุนของความล้มเหลวในบริการที่เปราะใน-

คำถามที่พบบ่อย

โดยทั่วไปแล้วอุณหภูมิที่สูงกว่า 600 องศา F (315 องศา ) เป็นครั้งคราวสั้นๆ เป็นสิ่งที่ยอมรับได้ เนื่องจากการสร้างกราฟเป็นกระบวนการที่ขึ้นอยู่กับเวลา-และอุณหภูมิ- อย่างไรก็ตาม ไม่แนะนำให้ใช้ Nickel 200 สำหรับบริการอย่างต่อเนื่องหรือซ้ำๆ ที่สูงกว่าเกณฑ์นี้ ซึ่งการสัมผัสแบบสะสมจะเพิ่มความเสี่ยงในการเกิดการเปราะ

นิกเกิล 201 แพงกว่านิกเกิล 200 หรือไม่

โดยทั่วไปแล้ว นิกเกิล 201 จะมีราคาพรีเมียมที่พอประมาณมากกว่านิกเกิล 200 ซึ่งสะท้อนถึงการกลั่นเพิ่มเติมที่จำเป็นเพื่อกักเก็บคาร์บอนไว้ที่หรือต่ำกว่า 0.02% ในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง- ค่าพรีเมียมนี้ถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับต้นทุนของความล้มเหลวก่อนกำหนดจากการเปราะของกราไฟท์

นิกเกิล 200 และ นิกเกิล 201 มีความต้านทานการกัดกร่อนเท่ากันหรือไม่

ใช่. ความต้านทานการกัดกร่อนในทั้งสองเกรดมาจากตัวเมทริกซ์ของนิกเกิล ไม่ใช่จากปริมาณคาร์บอน ดังนั้น นิกเกิล 200 และนิกเกิล 201 จึงทำงานได้อย่างเท่าเทียมกันในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เกลือที่เป็นกลาง รวมถึงสารอินทรีย์และอาหาร-ในสภาพแวดล้อมแปรรูปต่างๆ

สามารถเชื่อมนิกเกิล 201 โดยไม่มีข้อควรระวังพิเศษได้หรือไม่?

การเชื่อมนิกเกิล 201 โดยใช้วิธีปฏิบัติในการเชื่อมนิกเกิลมาตรฐานและโลหะตัวเติม และมีปริมาณคาร์บอนต่ำจริงๆ ช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดความร้อน-ที่ได้รับผลกระทบ-การเปราะของโซนเมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมนิกเกิล 200 ความสะอาดมาตรฐานและข้อควรระวังในการป้องกันสำหรับนิกเกิลบริสุทธิ์ยังคงใช้อยู่

การสร้างกราฟใน Nickel 200 ตรวจพบหรือป้องกันได้อย่างไร

โดยทั่วไปแล้ว การเกิดกราฟิไทเซชันจะถูกระบุโดยการตรวจสอบทางโลหะวิทยาหรือการสูญเสียความเหนียวในการกระแทกในการทดสอบทางกลหลังจากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูง- การป้องกันที่เชื่อถือได้มากที่สุดไม่ใช่การบำบัดด้วยความร้อน แต่เป็นการทดแทนวัสดุ: การระบุนิกเกิล 201 ที่ใดก็ตามที่มีอุณหภูมิการใช้งานอย่างยั่งยืนจะเกิน 600 องศา F (315 องศา )