Effetti degli elementi in lega in leghe a base di nichel

Diversi elementi in una lega possono cambiare significativamente le proprietà meccaniche, la resistenza alla corrosione e la microstruttura di un metallo. Mentre cromo, nichel, molibdeno e ferro possono essere gli elementi di lega primari, altri elementi come tungsteno, carbonio, alluminio, titanio, rame e zolfo possono avere effetti significativi. Comprendere questi elementi e i loro effetti positivi e negativi sulle leghe può aiutare a determinare gli usi per determinate leghe.

Nichel (NI)
Migliora la resistenza ad alta temperatura, la resistenza all'ossidazione, alla nitriding, alla carburizzazione e all'alogenazione. Fornisce inoltre stabilità metallurgica. Le aggiunte di questo elemento migliorano la resistenza della lega alla riduzione degli acidi e degli alcalini, nonché alla resistenza allo stress di rottura della corrosione.

Chromium (CR)
La lega con il cromo migliora la resistenza della lega all'ossidazione e alla solfidazione ad alta temperatura, nonché resistenza agli ambienti ossidanti generali. Tali terreni ossidanti includono acido nitrico e acido cromico. Le aggiunte sono in genere tra il 15%e il 30%, ma possono arrivare al 50%.

Molibdeno (MO)
Le aggiunte MO migliorano significativamente la resistenza della lega ad acidi non ossidanti, come acido cloridrico (HCl), acido fosforico (H3PO4) e acido idrofluorico (HF). Il molibdeno ha anche dimostrato di migliorare la resistenza della lega all'acido solforico (H2SO4) a concentrazioni inferiori al 60%. Il molibdeno migliora la resistenza della lega alla corrosione della cornice e della fessura e impartisce una forza ad alta temperatura alla lega.

Iron (FE)
Questo elemento riduce i costi in lega, migliora la resistenza della lega alla carburizzazione ad alta temperatura e controlla l'espansione termica.

Tungsteno (W)
Questo elemento, come Mo, migliora la resistenza della lega alla riduzione degli acidi e alla corrosione localizzata e migliora la forza e la saldabilità della lega.

Carbon (C)
Degrada la resistenza alla corrosione della lega, ma migliora la sua forza a temperature elevate.

Alluminio (al)
L'aggiunta di alluminio promuove la formazione di una scala di ossido di alluminio strettamente aderente a temperature elevate che resiste all'ossidazione, alla carburizzazione e all'attacco al cloruro. In combinazione con il titanio, l'alluminio promuove anche l'indurimento dell'età in alcune leghe.

Titanio (TI)
Come accennato in precedenza, il titanio promuove l'indurimento dell'età e, a causa della formazione di carburi di cromo dopo il trattamento termico, si combina anche con il carbonio per ridurre la suscettibilità alla corrosione intergranulare.

Rame (Cu)
Migliora la resistenza alla riduzione degli acidi. Le leghe contenenti dal 30% al 40% di rame hanno un'eccellente resistenza a tutte le concentrazioni di acido idrofluorico non aerato (HF). Se il rame viene aggiunto alle leghe di nichel-cromo-molibdeno-ferro, la sua resistenza all'acido cloridrico, all'acido fosforico e ad alcune concentrazioni di acido solforico può essere migliorata.

Cobalt (CO)
Il cobalto impartisce proprietà di rafforzamento uniche a leghe ad alta temperatura. Il cobalto migliora anche la resistenza delle leghe di nichel alla carburizzazione e al solfidazione. Questo perché CO aumenta la solubilità di C nelle leghe-base Ni e il solfuro di cobalto ha un punto di fusione più elevato rispetto al solfuro di nichel.