La resistenza all'impatto delle leghe a base di nichel-diminuisce in modo significativo alle basse temperature?
1. Leghe a base di nichel-con resistenza agli urti stabile alle basse temperature
Struttura stabile della matrice austenitica: Queste leghe sono progettate con una matrice austenitica completamente faccia-cubica centrata (FCC), che non presenta duttilità-temperatura di transizione fragile (DBTT) in un ampio intervallo di temperature. A differenza dei metalli a corpo-cubico centrato (BCC) (ad esempio l'acciaio al carbonio), la struttura FCC consente l'attivazione di più sistemi di scorrimento per dislocazione anche a temperature estremamente basse, assorbendo efficacemente l'energia d'impatto e prevenendo fratture fragili.
Basso contenuto di fasi fragili e impurità: La composizione chimica di queste leghe è ottimizzata per ridurre al minimo il contenuto di precipitati fragili (ad esempio, carburi grossolani, composti intermetallici) e impurità dannose (ad esempio, zolfo, fosforo). Ad esempio, Hastelloy C276 controlla rigorosamente il contenuto di carbonio inferiore allo 0,01% per evitare la formazione di pellicole continue di carburo ai bordi dei grani, che potrebbero causare infragilimento.
Microstruttura uniforme: Un trattamento termico ragionevole (ad esempio, solubilizzazione) garantisce una dimensione omogenea del grano ed elimina lo stress interno. Grani fini e uniformi possono ostacolare la propagazione di microfessurazioni durante il carico d'urto, mantenendo inoltre un'elevata resilienza alle basse temperature.
2. Leghe a base di nichel-con evidente calo della resistenza all'impatto alle basse-temperature
Precipitazione della fase rinforzante: Queste leghe si basano su un gran numero di fasi di rafforzamento fine (ad esempio, fase '', fase ') per ottenere resistenza alle alte-temperature. A basse temperature, l’interazione tra le dislocazioni e queste fasi di rinforzo rigido aumenta, riducendo la mobilità delle dislocazioni nella matrice. Ciò porta a una diminuzione della capacità della lega di assorbire l'energia d'impatto, con conseguente minore resilienza rispetto alla temperatura ambiente.
Rischio di infragilimento del bordo del grano: Se il processo di trattamento termico non è corretto (ad esempio,-invecchiamento eccessivo), i carburi grossolani (ad esempio, M₂₃C₆) possono precipitare ai bordi del grano. A basse temperature, questi carburi diventano punti di concentrazione delle sollecitazioni, che possono accelerare l’inizio e la propagazione di cricche intergranulari durante l’impatto, esacerbando ulteriormente il declino della tenacità.
Effetto di lavorazione a freddo: Le leghe indurite-lavorate a freddo per precipitazione-hanno una maggiore densità di dislocazione. A basse temperature, le dislocazioni accumulate sono difficili da spostare, portando ad un calo più evidente della resilienza rispetto allo stato ricotto.
3. Fattori chiave che incidono sulla tendenza alla resistenza all'impatto alle basse-temperature
Contenuto di nichel: un contenuto di nichel più elevato aiuta a stabilizzare la matrice austenitica, migliorando la resilienza a bassa-temperatura della lega.
Elementi di lega: elementi come manganese e azoto possono affinare i cereali e migliorare la tenacità alle basse-temperature; un eccesso di carbonio, silicio e fosforo favorirà la formazione di fasi fragili e ridurrà la tenacità.
Trattamento termico: La solubilizzazione può dissolvere le fasi fragili e migliorare la tenacità; un invecchiamento ragionevole può evitare l'ingrossamento della fase di rafforzamento; l'invecchiamento eccessivo-condurrà al degrado della tenacità.
Riepilogo
