Aleación resistente a la corrosión de Ni-base

Níquel puro

Níqueles un metal no ferroso, y su uso principal es como un elemento aditivo o material de matriz para acero inoxidable, aleaciones resistentes a la corrosión y aleaciones de alta temperatura. Como material estructural, el uso de níquel puro en ingeniería es muy limitada, pero su aplicación como material de recubrimiento es extremadamente extensa. Las aleaciones de níquel y níquel tienen las características de alta resistencia, alta plasticidad y procesamiento fácil de frío y caliente. En muchos medios de comunicación e incluso a los medios fuertemente corrosivos, las aleaciones de níquel tienen una alta resistencia a la corrosión. Por lo tanto, las aleaciones de níquel y níquel son aleaciones resistentes a la corrosión de alto rendimiento que se han utilizado ampliamente en muchos entornos corrosivos.

El potencial de electrodo estándar del níquel es E grado =-0.25 V, que es más negativo que el hidrógeno en la secuencia potencial. Termodinámicamente hablando, debe sufrir corrosión por evolución de hidrógeno en ácidos diluidos no oxidantes, pero en realidad, su velocidad de evolución de hidrógeno es extremadamente lenta. Esto se debe a que la sobretensión de la reacción anódica del níquel es muy alto, lo que hace que el potencial de corrosión aumente muy alto, por lo que es estable en ácidos no oxidantes. Si hay oxígeno en el ácido, aunque la reacción anódica no se ve afectada, aumenta en gran medida la fuerza electromotriz inicial de la célula de corrosión y aumenta significativamente la tasa de corrosión. El óxido de níquel es soluble en ácido pero insoluble en álcali, y su resistencia a la corrosión aumenta con el aumento del pH de la solución. El níquel y sus aleaciones hacen la transición a un estado pasivo y tienden a estabilizarse.

El níquel es altamente resistente a la corrosión en las atmósferas secas y húmedas, pero no en atmósferas que contienen SO ₂ (donde los sulfuros se forman en los límites de grano, lo que lleva a agrietos de corrosión intergranular).

El níquel es bastante estable a temperatura ambiente en ácidos diluidos no oxidantes como HCl. Pero al aumentar la concentración de oxidantes (FECL ₂, CUCL ₂, HGCL ₂, AgNO3) y ventilación o elevar la temperatura, la tasa de corrosión aumenta significativamente. El níquel no es resistente a la corrosión en los medios oxidantes como el ácido nítrico, inestable en ácido fórmico aireado y ácido acético, y corroe en solución de amoníaco.
La característica prominente del níquel es su completa estabilidad en todas las soluciones alcalinas, ya sea a altas temperaturas o en álcali fundido. Por lo tanto, el níquel es uno de los excelentes materiales para fabricar contenedores alcalinos fundidos. Sin embargo, el níquel bajo estrés por tracción es propenso al agrietamiento de corrosión intergranular en alta presión, alta temperatura (300-500 grados) y alta concentración (75%~ 98%) cáustico o álcali fundido. Por lo tanto, el recocido de alivio del estrés debe realizarse antes de su uso.

1. La influencia de los elementos de aleación en la resistencia a la corrosión
Los elementos de aleación de uso común incluyen Cu, MO, CR, Fe, SI, MN, etc. Sus efectos sobre la resistencia a la corrosión son los siguientes:
CU puede mejorar la resistencia a la corrosión de Ni en ácidos no oxidantes y garantizar una franqueza uniforme en el agua de mar aireada de alta velocidad.
Mo y W mejoran la resistencia a la corrosión de Ni en ácido, especialmente en la reducción del ácido. La CR mejora la resistencia a la corrosión del níquel en gases de alta temperatura que contienen azufre. Si es resistente a la corrosión concentrada de ácido sulfúrico y mejora la resistencia.
Fe no tiene un efecto significativo sobre la resistencia a la corrosión, pero agregar una cantidad apropiada de hierro a las aleaciones de níquel de elementos múltiples puede fortalecer la matriz y mejorar la trabajabilidad sin afectar la resistencia a la corrosión. Debido a su bajo costo, el hierro puede ahorrar elementos escasos y reducir costos.
Las aleaciones resistentes a la corrosión basadas en níquel de uso común incluyen la serie Ni CU, la serie Ni Mo, la serie Ni CR, etc.

2. Ni cu aleación
Ni y Cu pueden formar una solución sólida infinita. Cuando el contenido de níquel en la aleación es inferior al 50%, su resistencia a la corrosión está cerca del de cobre; Cuando el contenido de níquel es superior al 50%, su resistencia a la corrosión es cercana a la del níquel.
La aleación de Ni Cu es una aleación de Monel (27% ~ 29% Cu, 2% ~ 3% Fe, 1.2% ~ 1.8% Mn, Níquel de equilibrio), que combina muchas ventajas de níquel y cobre. Es más resistente a la corrosión que el níquel puro para reducir los medios y más resistente a la corrosión que el cobre puro en los medios oxidantes. En general, es resistente a la corrosión para los elementos halógenos, soluciones acuosas neutras, soluciones alcalíes cáusticas a ciertas temperaturas y concentraciones, así como ácido hidrocoral diluido, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, etc. a temperaturas moderadas. Es particularmente resistente a la corrosión en el ácido hidrofluorico de varias concentraciones y temperaturas, y su rendimiento es solo superado por el platino y la plata. La aleación de Ni Cu se usa comúnmente para fabricar piezas que entran en contacto con el agua de mar, las bombas de agua de las minas, así como el equipo en la producción de alimentos, los productos farmacéuticos y otros campos.
La excelente resistencia a la corrosión de la aleación de Ni Cu se debe a la formación de componentes resistentes a la corrosión enriquecidos en la superficie al comienzo de la corrosión.

3. Ni Mo aleación
Ni y Mo pueden formar una serie de soluciones sólidas. La aleación de Ni Mo tiene excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión, por lo que es un excelente material resistente a la corrosión. El contenido de molibdeno debe ser superior al 20% (Figura 7-1), y las aleaciones de Ni MO comúnmente utilizadas incluyen 0NI65MO28FE5V y 00NI70MO28.
Entre las aleaciones de níquel de grado industrial, las aleaciones 0NI65MO28Fe5V y 00NI70MO28 tienen la mejor resistencia a la corrosión del ácido clorhídrico. Si el oxígeno u oxidantes como Fe 3+ y los iones Cu ² * se introducen en ácido clorhídrico, se acelerará la corrosión. Las dos aleaciones tienen la mejor resistencia a la corrosión del ácido sulfúrico. En el ácido sulfúrico con una concentración del 60% al 70%, son resistentes a la corrosión a temperaturas hasta el punto de ebullición (tasa de corrosión inferior a 0.13 mm/año). Si el ácido contiene oxígeno, también acelerará la corrosión.
Las aleaciones de Ni Mo son resistentes a casi todas las concentraciones y temperaturas de ácido fosfórico, pero generalmente no son resistentes a la corrosión del ácido nítrico.

4. Ni CR ALEAY
El contenido de cromo en la aleación de Ni Cr es equivalente al de acero inoxidable, y su resistencia a la corrosión es similar en los medios corrosivos generales. Debido al mayor contenido de níquel en las aleaciones de cromo de níquel en comparación con el acero inoxidable, su resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación de alta temperatura son mejores en medios, como soluciones alcalinas calientes y sulfuros alcalinos.