Clasificarea și utilizarea nichelui
1. Clasificarea nichelui
Nichelul poate fi clasificat în diferite moduri, iar clasificările comune sunt următoarele:
1. Clasificarea în funcție de puritate și starea de prelucrare
Nichel electrolitic (nicil pur)
Puritatea: Puritatea este de până la 99,5% sau mai mare, în principal preparată prin electroliză.
Caracteristici: Are rezistență excelentă la coroziune (în special în soluții alcaline), conductivitate ridicată și ductilitate și este ușor de procesat.
Standardele de punere în aplicare:
Standardul național al Chinei: GB / T 6516-2020 "Nichel electrolitic"
Standardul internațional: ISO 6502:2018 "Specificația nichelui electrolitic de nichel"
Utilizări:
Utilizat în fabricarea de componente electronice (cum ar fi baterii, contacte), straturi de galvanicare (pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune și estetica) și catalizatori (cum ar fi reacțiile de hidrogenare în industria chimică).
Ca aditivi din aliaje (cum ar fi oțelul inoxidabil, aliajele la temperaturi ridicate pe bază de nichel).
Nichel industrial (nicil brut)
Puritate: puritate scăzută (de obicei 95% ~ 99%), care conține o cantitate mică de impurități (cum ar fi fier, cupru, cobalt, etc.).
Caracteristici: cost scăzut, rezistență ridicată, dar ușor inferioară nichelui electrolitic în rezistență la coroziune și procesabilitate.
Standard de punere în aplicare: nu există un standard internațional unificat, trebuie să fie personalizat în funcție de utilizarea specifică.
Utilizat în producția de aliaje de nichel (cum ar fi aliajul de nichel-cupru, aliajul de nichel-fier), turnări (cum ar fi piese mecanice).
Ca materie primă intermediară în industria metalurgică.
2. Clasificarea în conformitate cu sistemul de aliaje
Nichelul formează adesea aliaje cu alte metale și poate fi împărțit în:
Aliaje de înaltă temperatură pe bază de nichel
Compoziție: pe bază de nichel, cu crom, cobalt, molibden, tungsten, aluminiu,titan .html> titanși alte elemente adăugate (cum ar fi Inconel 718, Hastelloy X).
Caracteristici: rezistență la temperaturi ridicate (până la 1100 ° C), rezistență la oxidare, rezistență la coroziune, rezistență ridicată.
Standardele de punere în aplicare:
SUA: AMS 5544 (temperatură ridicată)placă din aliajASTM B168 (țeavă fără sudură de nichel și aliaj de nichel)
China: GB/T 14992-2018 "Clasificarea și grade ale aliajelor de înaltă temperatură și compușilor intermetalici materiale de înaltă temperatură"
Aplicații: lame de turbine ale motorului aeronavei, componente aerospațiale, turbine industriale cu gaz.
Oțel inoxidabil (aliaj de nichel-crom)
Compoziția: conținutul de nichel este de aproximativ 8% ~ 12% (cum ar fi oțelul inoxidabil 304: 18Cr-8Ni), îmbunătățind rezistența la coroziune și tenacitatea.
Caracteristici: rezistență la coroziune, rezistență ridicată, prelucrare ușoară, utilizată pe scară largă în mediul de temperatură normală.
Standardele de punere în aplicare:
SUA: ASTM A240 (placă din oțel inoxidabil), ASTM A312 (țeavă fără sudură din oțel inoxidabil)
China: GB / T 24511-2017 "Placă și bandă din oțel inoxidabil pentru echipamente de presiune"
Aplicații: echipamente medicale, echipamente de prelucrare a alimentelor, decorare a clădirilor, conducte chimice.
Aliaj de nicel-cupru (aliaj Monel, Monel)
Compoziție: aproximativ 65% nichel, 30% cupru, conținând o cantitate mică de fier și mangan (cum ar fi Monel 400).
Caracteristici: rezistent la coroziunea apei de mare, la coroziunea acidului fluorhidric, rezistență ridicată, rezistență bună la uzură.
Standardul de punere în aplicare: ASTM B127 (placă din aliaj de nicel-cupru), GB/T 25136-2010 "Placă din aliaj de nicel-cupru"
Aplicație: inginerie maritimă (elice navelor, conducte de apă de mare), echipamente chimice (reactoare, supape).
Aliaj de nichel-cobalt
Compoziție: în principal nichel și cobalt, cu adăugat fier, molibden etc. (cum ar fi Alnico aliaj de magnet permanent).
Caracteristici: magnetism ridicat, rezistență la temperaturi ridicate, stabilitate magnetică puternică.
Standardul de punere în aplicare: ASTM A886 (bara de aliaj cu magnet permanent)
Aplicație: fabricarea de magneti permanenti (motoare, senzori, difuzoare).
3. Clasificarea în funcție de proprietățile speciale
Aliaj de nichel rezistent la coroziune
Compoziție: conținut ridicat de nichel (cum ar fi Hastelloy C-276: 57% nichel), adăugat molibden, tungsten și crom.
Caracteristici: Rezistent la acid puternic (cum ar fi acidul clorhidric, acidul sulfuric), alcalin puternic și coroziune de clorură.
Standardul de punere în aplicare: ASTM B575 (placă de aliaj rezistentă la coroziune)
Aplicație: Echipamente de mediu coroziv în dezvoltarea chimică, farmaceutică și marină.
Aliaj de memorie de formă (nichel-aliaj de titan, nitrinol)
Compoziție: aproximativ 50% nichel, 50% titan, cu "efect de memorie" și superelasticitate.
Caracteristici: Poate restabili forma originală la o temperatură specifică, rezistență puternică la oboseală.
Standardul de punere în aplicare: ASTM F2063-19 (nichel-titan)sârmă din aliajpentru uz medical)
Aplicație: stenturi medicale (stenturi vasculare, sârme de corecție dentară), elemente de fixare aerospațiale.
Rezistență la coroziune:
Nichelul pur are o rezistență excelentă la coroziune în soluții alcaline (cum ar fi NaOH) și acizi neoxidanți (cum ar fi acidul fluorhidric), iar aliajele de nichel (cum ar fi oțelul inoxidabil, aliajul Hastelloy) funcționează bine în medii complexe, cum ar fi acizii puternici și apa de mare.
Performanță la temperaturi ridicate:
Aliajele la temperaturi ridicate pe bază de nichel mențin rezistență ridicată și rezistență la oxidare la temperaturi ridicate și sunt materiale de neînlocuit în domeniul aerospațial.
Proprietăți fizice:
Conductivitate electrică bună (pentru baterii, componente electronice), conductivitate termică (materiale de dizipare a căldurii) și proprietăți magnetice (magneți permanenti, echipamente electromagnetice).
Proprietăți de prelucrare:
Nichelul pur și cele mai multe aliaje sunt ușor de procesat la rece și la cald (forjare, laminare, sudare) și pot fi făcute în plăci, țevi, sârmă etc.
Biocompatibilitate:
Unele aliaje de nichel (cum ar fi oțelul inoxidabil medical, aliajul de nichel-titan) sunt netoxice și rezistente la coroziune, potrivite pentru implanturi medicale.
3. Principalele utilizări ale nichelui
4. Standardele de punere în aplicare
Câmp
Aplicații
Aerospațial, Aviație
Lamele turbinelor de motor, camerele de ardere și structurile vehiculelor aerospațiale (utilizând rezistența la temperaturi ridicate a aliajelor la temperaturi ridicate).
Dispozitive medicale
Scalp din oțel inoxidabills, stenturi cardiace implantabile, articulații artificiale (biocompatibilitate și efectul memoriei de formă al aliajului de nichel-titan).
Industria chimică și oceanele
Conduceri rezistente la coroziune, reactoare și echipamente de desalinizare a apei de mare (rezistență la coroziune a Monel și Hastelloy).
Electronică și energie
Baterii de litiu (oxid de nichel cobalt mangan pozitiv)electrodmaterial), placare electronică a componentelor, termocupluri (folosind conductivitatea și stabilitatea nichelui).
Arhitectură și decorare
Uși, ferestre și panouri decorative din oțel inoxidabil (rezistență la coroziune și estetică din oțel inoxidabil 304).
Fabricație mecanică
Gears, rulmenți, piese rezistente la uzură (aliaj de nicel-cupru pentru rezistență ridicată și rezistență la uzură).
Metalurgie și materiale
Ca aditiv de aliaj, este utilizat pentru a produce oțeluri speciale și aliaje la temperaturi ridicate pentru a îmbunătăți performanța generală a materialelor.
Clasificarea
Standarde tipice
Domeniul de aplicare
Nichel pur
GB / T 6516-2020, ISO 6502: 2018
Cerințele de puritate și de proces ale nichelui electrolitic
Aliaj de înaltă temperatură
AMS 5544 și GB/T 14992-2018
Materiale din aliaje de înaltă temperatură pentru aerospațiu
Oțel inoxidabil
ASTM A240 și GB/T 24511-2017
Plăci și țevi din oțel inoxidabil rezistente la coroziune
Aliaj rezistent la coroziune
ASTM B575 și GB/T 15007-2017
Aliaj de nichel rezistent la coroziune pentru industria chimică
Aliaje medicale
ASTM F2063-19 și YY/T 0676-2020
Sărmă medicală din aliaj de nichel-titan, materiale de implant
Toxicitate și alergii: sărurile de nichel pot provoca alergii la piele, iar contactul industrial necesită protecție; aliajele medicale de nichel trebuie să controleze strict impuritățile (cum ar fi cobaltul și plumbul).
Resurse și costuri: Nickelul este o resursă scarsă, iar prețul său este în mare măsură afectat de oferta și cererea globală (cum ar fi creșterea cererii de nichel în vehiculele cu energie nouă).
