1. توابع اصلی کروم (Cr)
افزایش مقاومت در برابر خوردگی
کروم تمایل زیادی به اکسیژن دارد. در محیطهای خورنده (مانند اسیدهای اکسید کننده، محلولهای نمکی و اتمسفر مرطوب)، میتواند به سرعت با اکسیژن روی سطح آلیاژ واکنش داده و حالتی متراکم، چسبنده و خود ترمیمی ایجاد کند.فیلم غیرفعال اکسید کروم (Cr2O3).. این فیلم به عنوان یک مانع فیزیکی عمل می کند، ماتریس داخلی را از محیط خورنده جدا می کند و از نفوذ بیشتر یون های خورنده (به عنوان مثال، Cl-، SO42-) به آلیاژ جلوگیری می کند، بنابراین مقاومت آلیاژ را به طور قابل توجهی در برابر خوردگی عمومی، خوردگی حفره ای و خوردگی شکافی بهبود می بخشد. به عنوان مثال، در آلیاژهای مبتنی بر نیکل مانند Inconel 625 و Hastelloy C276، محتوای کروم 15٪ تا 25٪ کلید تضمین مقاومت در برابر خوردگی آنها در محیط های پردازش شیمیایی خشن است.
بهبود مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا-
در دماهای بالا (بالاتر از 600 درجه)، فیلم Cr2O3 تشکیل شده بر روی سطح آلیاژ دارای پایداری حرارتی بالا و نفوذپذیری اکسیژن کم است. این می تواند به طور موثری از انتشار اکسیژن در ماتریس آلیاژ جلوگیری کند و از تشکیل اکسیدهای شل (مانند NiO) که مستعد پوسته شدن هستند جلوگیری کند. این امر آلیاژهای مبتنی بر نیکل{3}}را قادر میسازد تا یکپارچگی ساختاری و پایداری عملکرد را در اتمسفرهای اکسیداتیو با دمای بالا (مانند کورههای صنعتی، اجزای توربین گاز) حفظ کنند.
تقویت ماتریس آلیاژی
کروم می تواند در ماتریس نیکل حل شود و a را تشکیل دهدمحلول جامد جایگزینکه باعث افزایش اعوجاج شبکه ای ماتریس شده و مانع حرکت نابجایی ها می شود. این اثر تقویتکننده محلول جامد، استحکام-دما و دمای بالا{3}}آلیاژ را بدون کاهش قابل توجهی از چقرمگی آن بهبود میبخشد. علاوه بر این، کروم میتواند باعث رسوب فازهای تقویتکننده (به عنوان مثال، فاز، کاربید M23C6) در برخی از سوپرآلیاژهای{7}} نیکل شود و مقاومت خزشی آلیاژ در دمای بالا را بیشتر افزایش دهد.
2. توابع اصلی مولیبدن (Mo)
افزایش مقاومت در برابر خوردگی موضعی
در کاهش محیط های خورنده (مانند اسید کلریدریک، اسید سولفوریک و اسید فسفریک)، که در آن اثر غیرفعال سازی کروم ضعیف می شود، مولیبدن نقش اصلی را در مقاومت به خوردگی ایفا می کند. مولیبدن می تواند روی سطح آلیاژ غنی شود و واکنش نشان دهد تا یک فیلم اکسید مولیبدن (MoO3) با مقاومت در برابر خوردگی قوی تشکیل دهد. مهمتر از آن، مولیبدن می تواند از شروع و انتشار خوردگی حفره ای ناشی از یون های کلر جلوگیری کند. حلالیت فیلم غیرفعال را در محلولهای حاوی کلرید کاهش میدهد و دمای حفرهای بحرانی (CPT) آلیاژ را افزایش میدهد و آلیاژهای مبتنی بر نیکل را برای صنایع دریایی، نفت و گاز و صنایع شیمیایی با غلظت یون کلرید بالا مناسب میسازد. به عنوان مثال، Hastelloy C276 با محتوای مولیبدن 15٪ - 16٪ مقاومت در برابر خوردگی حفره ای عالی در آب دریا و محیط های اسیدی حاوی کلرید نشان می دهد.
تقویت{0}محلول جامد و بهبود مقاومت در برابر خزش-در دمای بالا
مولیبدن شعاع اتمی زیادی دارد و میتواند با نیکل یک محلول جامد جایگزین بسیار پایدار تشکیل دهد. افزودن آن باعث ایجاد اعوجاج شبکه قابل توجهی می شود که به طور موثری از حرکت نابجایی ها و انتشار اتم ها در دماهای بالا جلوگیری می کند. این تا حد زیادی بهبود می بخشدقدرت دمایی-بالاومقاومت در برابر خزشاز آلیاژ. در سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل که برای پرههای توربین گاز و دیسکهای توربین استفاده میشوند، مولیبدن یک عنصر تقویتکننده مهم است که به آلیاژ کمک میکند تا پایداری ساختاری را در شرایط دمای بالا و استرس بالا در درازمدت حفظ کند.
بهبود مقاومت در برابر کاهش خوردگی اسیدی
مولیبدن می تواند مقاومت آلیاژ را در برابر خوردگی یکنواخت در اسیدهای کاهنده (به عنوان مثال، اسید کلریدریک رقیق، اسید سولفوریک رقیق) بهبود بخشد. برخلاف کروم که مستعد شکست غیرفعالسازی در محیطهای احیاکننده است، مولیبدن میتواند کمپلکسهای پایداری با محیطهای خورنده تشکیل دهد و نرخ خوردگی ماتریس آلیاژ را کاهش دهد. این امر باعث می شود آلیاژهای مبتنی بر نیکل{4}} حاوی مولیبدن مواد ایده آلی برای تجهیزاتی در صنایع شیمیایی که محیط های اسیدی احیا کننده را کنترل می کنند.
3. اثر هم افزایی کروم و مولیبدن
کروم یک لایه غیرفعال پایدار در محیطهای اکسیدکننده ایجاد میکند، در حالی که مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی فیلم را در محیطهای احیاکننده و حاوی کلرید{0}}افزایش میدهد.
اثر ترکیبی{0}}تقویت محلول جامد دو عنصر به طور قابل توجهی استحکام و مقاومت در برابر خزش آلیاژ را در دمای اتاق و دمای بالا بهبود میبخشد، در حالی که چقرمگی و فرآیندپذیری خوب را حفظ میکند.
