Alliage résistant à la corrosion Ni-base

Nickel pur

Nickelest un métal non ferreux, et son utilisation principale est comme un élément additif ou un matériau matriciel pour l'acier inoxydable, les alliages résistants à la corrosion et les alliages à haute température. En tant que matériau structurel, l'utilisation du nickel pur en ingénierie est très limitée, mais son application en tant que matériau de revêtement est extrêmement étendue. Les alliages de nickel et de nickel ont les caractéristiques d'une forte résistance, d'une forte plasticité et d'un traitement froid et à chaud. Dans de nombreux médias et même des médias fortement corrosifs, les alliages de nickel ont une forte résistance à la corrosion. Par conséquent, les alliages de nickel et de nickel sont des alliages à haute performance résistants à la corrosion qui ont été largement utilisés dans de nombreux environnements corrosifs.

Le potentiel d'électrode standard du nickel est un degré E =-0.25 V, qui est plus négatif que l'hydrogène dans la séquence potentielle. Thermodynamiquement parlant, il devrait subir une corrosion d'évolution de l'hydrogène dans les acides non oxydants dilués, mais en réalité, son taux d'évolution de l'hydrogène est extrêmement lent. En effet, la surtension de la réaction anodique du nickel est très élevée, ce qui fait augmenter le potentiel de corrosion très élevé, il est donc stable dans les acides non oxydants. S'il y a de l'oxygène dans l'acide, bien que la réaction anodique ne soit pas affectée, elle augmente considérablement la force électromotive initiale de la cellule de corrosion et augmente considérablement le taux de corrosion. L'oxyde de nickel est soluble dans l'acide mais insoluble dans l'alcali, et sa résistance à la corrosion augmente avec l'augmentation du pH de la solution. Le nickel et ses alliages passent à un état passif et ont tendance à se stabiliser.

Le nickel est fortement résistant à la corrosion dans les atmosphères sèches et humides, mais pas dans les atmosphères contenant ainsi ₂ (où les sulfures se forment à des joints de grains, conduisant à une fissuration de corrosion intergranulaire).

Le nickel est assez stable à température ambiante dans les acides dilués non oxydants tels que le HCl. Mais lors de l'augmentation de la concentration d'oxydants (FECL ₂, CUCL ₂, HGCL ₂, AGNO3) et la ventilation ou augmentant la température, le taux de corrosion augmente considérablement. Le nickel n'est pas résistant à la corrosion dans les milieux oxydants tels que l'acide nitrique, instable dans l'acide formique aéré et l'acide acétique, et corrodé dans une solution d'ammoniac.
La caractéristique proéminente du nickel est sa stabilité complète dans toutes les solutions alcalines, que ce soit à des températures élevées ou dans des alcalines fondues. Par conséquent, le nickel est l'un des excellents matériaux pour la fabrication de conteneurs alcalins en fusion. Cependant, le nickel sous contrainte de traction est sujet à la fissuration de la corrosion intergranulaire en haute pression, à haute température (300-500 degrés) et à une concentration élevée (75% ~ 98%) alcaline caustique ou fondu. Par conséquent, le recuit du soulagement du stress doit être effectué avant utilisation.

1. L'influence des éléments d'alliage sur la résistance à la corrosion
Les éléments d'alliage couramment utilisés comprennent Cu, Mo, Cr, Fe, Si, MN, etc. Leurs effets sur la résistance à la corrosion sont les suivants:
Le CU peut améliorer la résistance à la corrosion de la Ni dans les acides non oxydants et assurer la frontière uniforme dans l'eau de mer aérée à grande vitesse.
MO et W améliorent la résistance à la corrosion de Ni dans l'acide, en particulier dans la réduction de l'acide. La CR améliore la résistance à la corrosion du nickel dans les gaz à haute température contenant du soufre. Le SI résiste à la corrosion concentrée sur l'acide sulfurique et améliore la force.
Fe n'a aucun effet significatif sur la résistance à la corrosion, mais l'ajout d'une quantité appropriée de fer aux alliages de nickel multi-éléments peut renforcer la matrice et améliorer l'ouvabilité sans affecter la résistance à la corrosion. En raison de son faible coût, le fer peut économiser des éléments rares et réduire les coûts.
Les alliages résistants à la corrosion à base de nickel couramment utilisés dans l'industrie comprennent la série Ni Cu, la série Ni MO, la série Ni CR, etc.

2. Ni Cu alliage
Ni et Cu peuvent former une solution solide infinie. Lorsque la teneur en nickel dans l'alliage est inférieure à 50%, sa résistance à la corrosion est proche de celle du cuivre; Lorsque la teneur en nickel est supérieure à 50%, sa résistance à la corrosion est proche de celle du nickel.
L'alliage Ni Cu est un alliage monel (27% ~ 29% Cu, 2% ~ 3% Fe, 1,2% ~ 1,8% Mn, nickel équilibré), qui combine de nombreux avantages de nickel et de cuivre. Il est plus résistant à la corrosion que le nickel pur dans la réduction des milieux et plus résistant à la corrosion que le cuivre pur dans les milieux oxydants. Généralement, il est résistant à la corrosion pour les éléments halogènes, les solutions aqueuses neutres, les solutions alcalines caustiques à certaines températures et concentrations, ainsi que l'acide chlorhydrique dilué, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique, etc. à des températures modérées. Il est particulièrement résistant à la corrosion dans l'acide hydrofluorique de diverses concentrations et températures, et ses performances sont seulement après le platine et l'argent. L'alliage ni Cu est couramment utilisé pour fabriquer des pièces qui entrent en contact avec l'eau de mer, les pompes à eau miniers, ainsi que l'équipement de production alimentaire, de produits pharmaceutiques et d'autres champs.
L'excellente résistance à la corrosion de l'alliage Ni Cu est due à la formation de composants enrichis de corrosion à la surface au début de la corrosion.

3. Ni mo alliage
Ni et Mo peuvent former une série de solutions solides. L'alliage ni mo a d'excellentes propriétés mécaniques et une résistance à la corrosion, ce qui en fait un excellent matériau résistant à la corrosion. La teneur en molybdène doit être supérieure à 20% (figure 7-1), et les alliages Ni mo couramment utilisés comprennent 0ni65MO28FE5V et 00NI70MO28.
Parmi les alliages de nickel de qualité industrielle, les alliages 0NI65MO28FE5V et 00NI70MO28 ont la meilleure résistance à la corrosion de l'acide chlorhydrique. Si l'oxygène ou les oxydants tels que les ions Fe 3+ et Cu ² * sont introduits dans l'acide chlorhydrique, la corrosion sera accélérée. Les deux alliages ont la meilleure résistance à la corrosion de l'acide sulfurique. Dans l'acide sulfurique avec une concentration de 60% à 70%, ils sont résistants à la corrosion à des températures jusqu'au point d'ébullition (taux de corrosion inférieur à 0,13 mm / an). Si l'acide contient de l'oxygène, il accélérera également la corrosion.
Les alliages Ni Mo sont résistants à presque toutes les concentrations et températures de l'acide phosphorique, mais elles ne sont généralement pas résistantes à la corrosion de l'acide nitrique.

4. Ni Cr Alloy
La teneur en chrome dans l'alliage Ni Cr équivaut à celle de l'acier inoxydable, et leur résistance à la corrosion est similaire dans les milieux corrosifs généraux. En raison de la teneur en nickel plus élevée dans les alliages de chrome de nickel par rapport à l'acier inoxydable, leur résistance à la corrosion et leur résistance à l'oxydation à haute température sont meilleures dans les milieux tels que les solutions alcalines chaudes et les sulfures alcalins.