Cromo e molibdeno nelle leghe a base di nichel- - Conoscenza

1. Componenti principali della matrice

Entrambi i tipi di leghe accettanonichel (Ni)come elemento base, rappresentando la percentuale più alta (solitamente superiore al 50%) per garantire un'eccellente resistenza alla corrosione, resistenza all'ossidazione e stabilità alle alte-temperature. Tuttavia, ci sono differenze nell'abbinamento degli elementi di lega della matrice:

Leghe a base di nichel-indurente in soluzione-

La matrice è principalmente rinforzata daelementi in soluzione solida ad elevata solubilità nel nichel, come cromo (Cr), ferro (Fe), molibdeno (Mo) e tungsteno (W). Questi elementi vengono disciolti uniformemente nel reticolo FCC (Face Centered Cubic) a base di nichel-per formare una soluzione solida monofase. Il contenuto di ciascun elemento è controllato entro l'intervallo di completa solubilità solida e durante il trattamento termico o il servizio non verranno generati precipitati della seconda-fase. Ad esempio, la lega 600 contiene circa il 72% di Ni, il 15,5% di Cr e l'8% di Fe, senza elementi che formano forti precipitazioni.

Leghe a base di nichel-indurente per precipitazione-

Sulla base della matrice di nichel-cromo-molibdeno, una certa quantità dielementi che formano precipitazione-con bassa solubilità nel nichelvengono aggiunti. Questi elementi possono formare composti intermetallici stabili a temperature specifiche, che sono il nucleo del rafforzamento delle precipitazioni. Gli elementi della matrice (Cr, Mo, W) non solo svolgono un ruolo di rafforzamento della soluzione solida, ma aiutano anche a stabilizzare le fasi precipitate.

2. Elementi di lega funzionali chiave

La differenza essenziale nella composizione risiede nell'aggiunta di elementi che formano precipitazione nelle leghe indurenti per precipitazione, che non sono contenuti o sono contenuti solo in tracce nelle leghe indurenti in soluzione:

Categoria	Leghe a base di nichel-indurente per precipitazione-	Soluzione-indurente per leghe a base di Nichel-
Elementi che formano le precipitazioni-	Contengono contenuti- elevatialluminio (Al), titanio (Ti), e talvoltaniobio (Nb)Etantalio (Ta). Il contenuto totale di Al e Ti è generalmente compreso tra 1,5% e 6%. Questi elementi reagiscono con il nichel per formare composti intermetallici ordinatiNi₃(Al,Ti)(chiamata fase ') oNi₃Nb(chiamata fase ''). Ad esempio, Inconel 718 contiene circa lo 0,5% di Al, l'1,0% di Ti e il 5,0% di Nb, con la fase '' come principale fase di rinforzo.	Non viene aggiunto quasi alcun Al e Ti, oppure il contenuto è inferiore allo 0,5%. Non sono presenti elementi che possano formare fasi precipitate di rafforzamento massiccio.
Elementi di rinforzo in soluzione solida	Contengono Cr (10%–20%), Mo (2%–10%), W (0%–5%) come elementi rinforzanti ausiliari, che vengono disciolti nella matrice per migliorare la resistenza della matrice garantendo al tempo stesso la resistenza alla corrosione.	Contengono un elevato-contenuto di Cr (15%–30%), Mo (5%–15%), W (0%–10%) come principali elementi di rinforzo, che si basano sulla distorsione del reticolo causata dalla soluzione solida per migliorare la resistenza.
Elementi ausiliari	Può aggiungere una piccola quantità dicarbonio (C)per formare fasi di carburo (come TiC, NbC) per affinare i grani; aggiungereboro (B)Ezirconio (Zr)per migliorare la resistenza al confine del grano.	Aggiungere una piccola quantità di C per formare carburi M₂₃C₆ per stabilizzare i bordi del grano; generalmente non vengono aggiunti B o Zr, perché non è necessario ottimizzare la forza di legame dei bordi dei grani per la resistenza alle alte-temperature.

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3. Logica di controllo del contenuto dell'elemento

Perleghe indurenti per precipitazione-, il rapporto del contenuto di Al/Ti e la quantità totale di elementi che formano la precipitazione-devono essere rigorosamente controllati. Un contenuto eccessivo porterà alla formazione di fasi fragili (come fase σ, fase Laves) e ridurrà la tenacità della lega; un contenuto insufficiente non può formare fasi di rinforzo sufficienti, con conseguente bassa resistenza.

Perleghe da indurimento in soluzione-, il contenuto di elementi di soluzione solida è principalmente limitato dal limite di solubilità. L'obiettivo è massimizzare l'effetto di rafforzamento della soluzione solida con la premessa di garantire che la lega rimanga una struttura mono-fase a tutte le temperature di servizio, evitando la precipitazione di fasi fragili che causano il degrado delle prestazioni.