Характеристики материала

Пруток из чистого никеля N4 представляет собой металлический стержень на основе технически чистого никеля с содержанием никеля и кобальта не менее 99,4% и строго контролируемым содержанием углерода на уровне менее или равного 0,02%. В системе национальных стандартов Китая класс N4 соответствует международно признанному никелю 201 (UNS N02201), широко известному как «низко-чистый никель». По сравнению с обычными материалами из чистого никеля наиболее важное отличие N4 заключается в чрезвычайно низком содержании углерода, микрохимическом отличии, которое делает его незаменимым в конкретных-промышленных применениях.

Стержни из чистого никеля N4 производятся с использованием электролитического никеля в качестве сырья, обрабатываются вакуумной плавкой, горячей прокаткой, горячей ковкой или холодным волочением и могут поставляться с различными состояниями поверхности, такими как черная окалина, точение или полировка. N4 – это не сложный многоэлементный-сплав, а единый металлический материал на основе никеля высокой-чистоты, чьи эксплуатационные преимущества обусловлены присущими никелю физико-химическими свойствами и чистотой микроструктуры, обусловленной чрезвычайно низким содержанием примесей. В диапазоне от комнатной температуры до примерно 360 градусов N4 сохраняет стабильную гранецентрированную кубическую решетчатую структуру, что придает материалу превосходную пластичность и технологичность.

Рыночное позиционирование стержней из чистого никеля N4 заключается в заполнении пробела, который обычный чистый никель не может заполнить в приложениях, чувствительных к высоким-температурам-. Когда рабочая температура превышает 315 градусов, карбиды графита начинают осаждаться на границах зерен обычного чистого никеля (например, N6), вызывая «промежуточное-температурное охрупчивание», которое делает материаловедение-непригодным для использования. N4, благодаря своей конструкции с низким-углеродом, практически исключает этот механизм отказа, повышая максимальную рекомендуемую рабочую температуру примерно до 600 градусов. Эти дифференцированные характеристики делают N4 предпочтительным решением из чистого никеля для применений в диапазоне температур выше 315 градусов.

Параметры продукции

Название продукта	N4 Чистый никелевый стержень
Чистота	Ni+Co Больше или равно 99,5%
Толщина	Φ6 мм – Φ150 мм/по индивидуальному заказу
Длина	500 мм – 6000 мм/по индивидуальному заказу
Состояние поверхности	Черная кожа в состоянии/автомобильное глянцевое состояние/полированное состояние
Толерантность	+-0.05 мм
Статус доставки	Горячее рабочее состояние (R)/холодное рабочее состояние (Y)/отожженное состояние (M)
Плотность	8,89 г/см³
Температура плавления	1440 - 1460 градус
Теплопроводность	82 W/(m·K)
Сопротивление (20 градусов)	0.086 μΩ·m
Коэффициент линейного расширения	13.3 × 10⁻⁶ /K
Точка Кюри	360 градусов
Модуль упругости	200 ГПа
Предел прочности	Больше или равно 380 МПа
Предел текучести	Больше или равно 100 МПа
Удлинение	Больше или равно 40 %
Твердость	70 - 100HBW

Преимущества продукции

Высокая-температурная стабильность — основное преимущество низкоуглеродистой конструкции

Наиболее выдающейся характеристикой стержня из чистого никеля N4 является его исключительная высоко-температурная стабильность. Когда обычные материалы из чистого никеля находятся в течение длительного-временного срока службы в диапазоне температур от 315 до 600 градусов, осаждение карбидов графита на границах зерен вызывает серьезное «промежуточное-температурное охрупчивание», приводящее к резкому падению ударной вязкости или даже к хрупкому разрушению. Благодаря строгому ограничению содержания углерода на уровне менее или равного 0,02%, N4 принципиально исключает возможность выделения карбидов на границах зерен, тем самым поддерживая стабильные механические свойства в этом критическом температурном диапазоне. Такая повышенная температурная устойчивость позволяет N4 достигать максимальной рекомендованной рабочей температуры 600 градусов, что на 50–100 градусов выше, чем у N6, и даже выше в инертной или сухой атмосфере.

Коррозионная стойкость в сильнощелочных средах

Чистый никель N4 занимает второе место после серебра среди металлических материалов по стойкости к щелочной коррозии. В растворах каустической соды с высокой-температурой и-концентрацией N4 быстро образует на своей поверхности плотную оксидную пленку, не подвергаясь едкому охрупчиванию (коррозионному растрескиванию под напряжением), что делает его предпочтительным материалом для мешалок испарителей, резервуаров концентраторов и аналогичного оборудования в хлор-щелочной промышленности. При комнатной температуре N4 также очень стабилен в морской воде, растворах солей и органических средах и чрезвычайно нечувствителен к хлоридному -коррозионному растрескиванию под напряжением-, в отличие от аустенитных нержавеющих сталей (например, 304, 316), которые склонны к точечной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением в морской воде. Кроме того, N4 демонстрирует хорошую коррозионную стойкость в безводных галогенах, серной кислоте средней-концентрации, соляной кислоте и других не-окисляющих кислотах.

Отличная обрабатываемость и свариваемость

Стержень из чистого никеля N4 имеет прочный, но прочный механический профиль. В отожженном состоянии он имеет предел прочности около 380–450 МПа, предел текучести около 100–200 МПа и удлинение до 40 % и более. Это означает, что он может выдерживать суровые процессы холодной штамповки, такие как глубокая вытяжка и изгиб, без образования трещин. Свариваемость N4 также превосходна, с низкой склонностью к образованию трещин и дефектов во время сварки и широким диапазоном температур сварки. Его можно обрабатывать с помощью TIG, MIG, сварки под флюсом и других методов. Обычно используется соответствующая присадочная проволока из чистого никеля (ERNi-1), а сварные соединения достигают более 96 % прочности основного металла при пластическом разрушении. Следует отметить, что N4 чрезвычайно чувствителен к сере; нагрев в серосодержащей атмосфере может вызвать «серное охрупчивание», поэтому при горячей обработке и термообработке необходимо строго контролировать атмосферные условия.

Уникальные физические свойства

N4 ферромагнитен при комнатной температуре, с точкой Кюри около 360 градусов; выше этой температуры он становится парамагнитным. Это свойство предлагает уникальную ценность в таких приложениях, как электромагнитное экранирование и корпуса датчиков. Теплопроводность составляет примерно 82 Вт/(м·К), а удельное электрическое сопротивление составляет около 0,086 мкОм·м (20 градусов), что сочетает в себе хорошую теплопроводность и умеренную электропроводность. Плотность 8,89 г/см³, температура плавления примерно 1440–1460 градусов, коэффициент термического расширения 13,3×10⁻⁶/К (20–100 градусов), модуль упругости около 200 ГПа.

Продукты Приложения

Хлорная-промышленность щелочей и кальцинированной соды – основной рынок для N4

N4 pure nickel rod occupies a dominant position in the chlor-alkali industry. In the ion-exchange membrane caustic soda process, equipment is exposed to severe conditions of high temperature (>150 градусов) и каустической соды высокой-концентрации (NaOH ~50%). Углеродистая сталь подвергается сильной коррозии, нержавеющая сталь подвергается щелочному охрупчиванию, и только никелевые материалы могут обеспечить длительную-надежную службу. N4 особенно подходит для критически важных движущихся частей, таких как валы мешалок испарителей, стержни клапанов концентраторов и валы насосов, где его низкий-углеродный характер гарантирует, что он не выйдет из строя преждевременно из-за выделения карбидов на границах зерен в условиях высоких-температур. Кроме того, N4 стабилен во фтористом, хлористом водороде, хлорорганических соединениях, феноле и других химических средах и широко используется для изготовления коррозионностойких конструкционных компонентов в фторсодержащих химикатах и оборудовании для производства хладагентов.

Электроника, электротехника и новая энергетика

Высококачественные-применения стержня из чистого никеля N4 в электронике и электротехнике сосредоточены в вакуумных электронных устройствах и высокопроизводительном-аккумуляторном оборудовании. В качестве конструкционных материалов и проводов в вакуумных электронных лампах N4 незаменим благодаря низкому контактному сопротивлению, подходящему коэффициенту теплового расширения, отличной электропроводности и термической стабильности. В новом секторе энергетики чистый никель N4 используется для нанесения покрытий на штампы и ролики оборудования для производства литиевых батарей-, где требуется чрезвычайно высокое качество и чистота поверхности, чему удовлетворяет чистый химический состав N4. Стержни N4 также можно превращать в электродные материалы для электродов свечей зажигания, вкладок щелочных батарей и других проводящих компонентов.

Аэрокосмическая и морская техника

В аэрокосмической отрасли стержень из чистого никеля N4 используется для изготовления компонентов клапанов и конструктивных деталей ракетных двигателей, работающих в условиях высоких-температур. Диапазон стабильных рабочих температур составляет от -200 до 600 градусов, что позволяет ему выдерживать суровые температурные циклы. В морской технике N4 крайне нечувствителен к хлоридному-коррозионному растрескиванию под напряжением, что делает его пригодным для изготовления трубок теплообменников на опреснительных установках, коррозионно--стойких крепежных изделий на военно-морских судах и деталей приборов. Его чрезвычайно высокая коррозионная стойкость в зонах брызг морской воды делает его идеальным материалом для изготовления устойчивых к атмосферным воздействиям компонентов в морской технике.

Упаковка продукта

Картонная упаковка

Деревянный ящик

Преимущества N4 перед чистым никелем N6

1. Разница в содержании углерода – фундаментальное различие в составе.

Основное различие между N4 и N6 заключается в уровне контроля содержания углерода: N6 имеет максимальное содержание углерода 0,10%, тогда как N4 строго контролируется на уровне менее или равном 0,02%. Эта, казалось бы, небольшая разница в содержании углерода в 0,08% определяет судьбу двух материалов в разных температурных диапазонах. Углерод имеет ограниченную растворимость в никеле; во время эксплуатации при высоких-температурах он выделяется в виде графита на границах зерен, что является основной причиной "промежуточного-температурного охрупчивания" в материалах из чистого никеля.

2. Высокие-диапазоны эксплуатации – основная конкурентоспособность N4.

N6 (соответствует Ni200) имеет максимальную рекомендуемую рабочую температуру около 315 градусов. Выше этой критической температуры карбиды начинают значительно выделяться на границах зерен N6, что приводит к резкому снижению вязкости или даже к хрупкому разрушению. Благодаря чрезвычайно низкому содержанию углерода N4 практически позволяет избежать этой проблемы, достигая максимальной рекомендуемой рабочей температуры 600 градусов -примерно на 50–100 градусов выше, чем у N6. Повышенная температурная устойчивость делает N4 единственным выбором для применений с чистым никелем при температуре выше 315 градусов.

3. Подверженность межкристаллитной коррозии – инженерный пробел, который нельзя игнорировать.

Низко-углеродистая конструкция N4 делает его менее склонным к межкристаллитной коррозии, тогда как N6 несет в себе риск межкристаллитной коррозии в определенных средах. Когда N6 подвергается воздействию определенных агрессивных сред, карбиды на границах зерен становятся предпочтительными «слабыми путями» для коррозионного воздействия, что приводит к межкристаллитному разрушению. Поскольку N4 не имеет выделений карбидов на границах зерен, он не может легко вызвать этот режим разрушения даже в одной и той же среде.

4. Отраслевой статус соответствующих международных марок

N6 соответствует международному классу никеля 200 (UNS N02200), позиционируемому как чистый-промышленный чистый никель общего назначения. N4 соответствует никелю 201 (UNS N02201), позиционируемому как чистый никель с более высокими-спецификациями, низким-углеродом. В международных-инжиниринговых проектах высокого уровня, когда в технических характеристиках прямо указано «низко-чистый никель», N4 (Никель 201) является единственной маркой, которая соответствует этому требованию.

5. Принцип выбора материала

Логика принятия решения при выборе материала должна следовать принципу «прежде всего температура»: когда рабочая температура ниже 315 градусов и нет особых требований к межкристаллитной коррозии, N6 с его более высокой прочностью (достижимой посредством холодной обработки) и более зрелым предложением на рынке является экономически-эффективным выбором. Когда рабочая температура находится в диапазоне от 315 до 600 градусов, или когда существует риск межкристаллитной коррозии, или в условиях, чувствительных к выделению карбидов, N4 является незаменимым материалом сердечника.

Короче говоря, N4 — это «высоко-высокотемпературная версия» чистого никеля, обеспечивающая надежное инженерное решение в температурном диапазоне, где N6 не может безопасно использоваться.