Prednost nikla
Feb 01, 2021
Prednost nikla nije ograničena na atribute koje donosi različitim materijalima i postupcima.
Postoje ekološke i socio-ekonomske dimenzije koje nadilaze tehničke razloge za upotrebu ili razmatranje upotrebe nikla ili materijala koji sadrže nikl.
Nikl je investicija koja omogućava mnoštvo novih i novih proizvoda i procesa koji su važni za povećanje ekološke efikasnosti. Nikal čini mnoge druge postojeće proizvode i procese energetski efikasnijim, trajnijim i žilavijim.
Vrijednost nikla osigurava njegovu učinkovitu i opsežnu reciklažu, dok svojstva materijala koji sadrže nikal u potpunosti podržavaju ekološku učinkovitost. Daje značajan doprinos održivosti i njime se kroz životni ciklus odgovorno upravlja u lancu vrijednosti nikla, počevši od same primarne industrije nikla.
Proizvodnja, upotreba i reciklaža nikla je ekonomska aktivnost dodane vrijednosti koja podržava zajednice i vlade. Industrija nikla prihvaća svoje odgovornosti prema radnicima, zajednicama, dioničarima i okolišu.
Pregled nehrđajućih čelika koji sadrže nikl
Nerđajući čelik nije jedan jedini materijal; postoji pet porodica, od kojih se svaka sastoji od mnogo razreda. Nikl je važan dodatak legiranju u gotovo dvije trećine danas izrađenog nehrđajućeg čelika.
Krom je ključni legirajući element koji čini nehrđajući čelik 'nehrđajućim'. Čeliku treba dodati više od 10,5 posto kako bi se omogućio stvaranje zaštitnog oksidnog filma koji osigurava njegovu otpornost na koroziju i svijetli, srebrnasti izgled. Općenito, što je veća količina dodanog hroma, to je veća otpornost na koroziju. To otkriće je napravljeno prije nešto više od jednog vijeka. Neki od ranih nehrđajućih čelika sadržavali su i nikal, što je rezultiralo poboljšanim svojstvima, a otada se koriste nikli koji sadrže nikal. Danas, iako se nikal može smatrati relativno skupim dodatkom za legiranje, oko dvije trećine tonaže nehrđajućeg čelika proizvedenog svake godine sadrži nikal. Koja je uloga nikla i zašto se tako intenzivno koristi?
Primarna funkcija nikla je stabilizacija austenitne strukture čelika na sobnoj temperaturi i nižoj. Ova austenitna (tj. Centrirana kubična kristalna struktura) posebno je žilava i žilava. Ta i druga svojstva odgovorna su za svestranost različitih vrsta nehrđajućeg čelika. Aluminij, bakar i sam nikal su dobri primjeri metala s austenitnom strukturom.
Minimalna količina nikla koja može stabilizirati austenitnu strukturu na sobnoj temperaturi je oko 8 posto, zbog čega je taj postotak prisutan u najčešće korištenoj klasi nehrđajućeg čelika, naime Tip 304. Tip 304 sadrži 18 posto kroma i 8 posto nikla i često se naziva 18/8. Taj je sastav jedan od prvih koji je razvijen u istoriji nehrđajućeg čelika, početkom dvadesetog vijeka. Korišten je za hemijska postrojenja i za oblaganje kultne Chrysler zgrade u New Yorku, koja je završena 1929.
Mangan se prvi put koristio kao dodatak nehrđajućem čeliku 1930-ih. Serija 200 nisko-nikl-austenitnih razreda dalje je razvijena tokom 1950-ih, kada je nikla bilo malo. Novija poboljšanja u postupcima topljenja omogućila su kontrolirani dodatak povećanih količina dušika, moćnog agensa za stvaranje austenita. Iako ovo može sugerirati da se sav nikal može zamijeniti strukturom koja ostaje austenitna, međutim to nije tako jednostavno; svi danas dostupni komercijalno dostupni visoko-manganovi austenitni proizvodi još uvijek imaju namjerne dodatke nikla. Mnogi imaju i smanjeni sadržaj hroma kako bi održali austenitnu strukturu. Međutim, ovaj pristup smanjuje otpornost na koroziju ovih legura u poređenju sa standardnim nikalima niza 300.
Kako se smanjuje ukupan sadržaj tvornika austenita, struktura nehrđajućeg čelika se mijenja od 100% austenita do smjese austenita i ferita (kubični kristal centriran na tijelo); to su dvostrani nehrđajući čelici. Nikal nastavlja stabilizirati strukturu faze austenita. Svi komercijalno važni dupleksi, čak i „vitki dupleksi“, sadrže namjerno 1 ili više posto nikla. Većina dupleksnih nehrđajućih čelika ima veći sadržaj hroma od standardnih austenitnih razreda; što je veći srednji nivo hroma, to mora biti veći minimalni sadržaj nikla. Ovo je slično slučaju za seriju 200.
Dvofazna struktura dupleksnih razreda čini ih inherentno jačima od uobičajenih austenitnih razreda. Njihov nešto veći sadržaj hroma takođe im daje malo poboljšanu otpornost na koroziju u poređenju sa standardnim razredima. Iako postoje i druge karakteristike koje treba uzeti u obzir, dupleksni nivoi pronašli su neke dragocjene primjene.
Dalje smanjenje sadržaja nikla - čak i na nulu - daje razrede bez austenita. Imaju potpuno feritnu strukturu. Gvožđe i blagi čelici takođe imaju feritnu strukturu na sobnoj temperaturi.
Nisu sve feritne vrste potpuno bez nikla. Poznato je da nikal snižava temperaturu prijelaza duktilnog u krhko (DBTT), tj. Temperaturu ispod koje legura postaje krhka. DBTT je također funkcija drugih čimbenika, poput veličine zrna i drugih dodataka za legiranje. Ipak, neki od visokolegiranih super-feritnih razreda sadrže namjerni dodatak nikla za poboljšanje DBTT-a, posebno zavarenih spojeva.
Za razliku od austenitnih razreda, martenzitni slojevi se mogu očvrsnuti toplotnom obradom. Međutim, neki sadrže nikal, koji ne samo da poboljšava žilavost, već omogućava i čeliku da ima veći sadržaj hroma, što zauzvrat daje povećanu otpornost na koroziju. Termička obrada koja stvrdnjava uključuje zagrijavanje na određenu temperaturu, a zatim kaljenje materijala, nakon čega slijedi kaljenje.
Konačno, stepeni otvrdnjavanja (PH) takođe mogu razviti visoku čvrstoću toplotnom obradom. Postoje razne porodice PH razreda, ali sve sadrže nikal. Za razliku od porodice martenzita, toplotna obrada ne uključuje korak gašenja.
