Apa penggunaan tembaga -nikel

1. Apa gunanya tembaga-nikel?

Paduan tembaga-nickel (Cu-ni) dihargai untuk resistensi korosi yang luar biasa, terutama di lingkungan laut dan berair, dikombinasikan dengan kekuatan mekanik yang baik, daktilitas, dan resistensi biofouling. Aplikasi utama mereka meliputi:

Teknik Laut:

Pembuatan kapal: kelongsong lambung, sistem asupan air laut, pipa, dan penukar panas (menahan korosi dari air asin).

Struktur lepas pantai: Tubing platform, komponen katup, dan perangkat keras bawah air yang terpapar kondisi laut yang keras.

Tanaman desalinasi: Penukar pipa dan panas yang menangani air garam dan air laut.

Sistem Industri:

Pemrosesan Kimia: Pipa, pompa, dan tangki untuk menangani cairan korosif (misalnya, asam encer, alkali).

Pembangkit Listrik: Tabung kondensor di pembangkit listrik tenaga panas dan nuklir, di mana ketahanan terhadap korosi erosi dari air pendingin sangat penting.

Angkutan:

Otomotif dan Aerospace: Garis hidrolik, tabung rem, dan komponen sistem bahan bakar (menahan korosi dari kelembaban dan bahan bakar).

Koin

Banyak koin (misalnya, Nikel AS, Eropa 50- sen koin) Gunakan paduan Cu-ni (misalnya, 75% Cu + 25% ni) untuk daya tahan dan ketahanan terhadap ternoda.

Aplikasi Listrik dan Termal:

Konektor dan terminal di lingkungan yang keras, serta penukar panas, karena konduktivitas termal seimbang dan resistensi korosi.

2. Apa sifat mekanik tembaga-nikel?

Sifat mekanis paduan tembaga-nikel bervariasi dengan komposisi (misalnya, 90/10 vs 70/30 Cu-Ni) dan perlakuan panas (anil vs. bekerja dingin). Rentang Umum untuk Paduan Cu-Ni Umum (misalnya, UNS C70600 [90/10] dan C71500 [70/30]) adalah:

Milik	90/10 Cu-ni (annealed)	70/30 Cu-ni (annealed)	70/30 Cu-ni (bekerja dingin)
Kekuatan tarik	320–400 MPa	400–500 MPa	550–650 MPa
Kekuatan luluh (0. 2% offset)	120–150 MPa	150–200 MPa	400–500 MPa
Perpanjangan (%)	35–45%	30–40%	5–15%
Kekerasan (Brinell)	80%-100 HB	100%-120 HB	150%-200 HB
Modulus elastisitas	~ 130 GPa	~ 135 GPa	~ 140 GPa

Kerja dingin (misalnya, bergulir, menggambar) meningkatkan kekuatan tetapi mengurangi daktilitas, sementara anil mengembalikan keuletan dengan biaya beberapa kekuatan.

3. Bagaimana tahan panas nikel?

Nikel (NI) secara inheren tahan panas, dengan sifat yang membuatnya cocok untuk aplikasi suhu tinggi:

Titik pencairan: ~ 1.455 derajat (2.651 derajat F), secara signifikan lebih tinggi dari kebanyakan logam (misalnya, tembaga meleleh pada 1.085 derajat).

Resistensi oksidasi: membentuk lapisan oksida pelindung (NIO) pada suhu tinggi, menahan penskalaan di udara hingga ~ 800 derajat. Di atas ini, lapisan oksida dapat spall, tetapi paduan dengan kromium (misalnya, di Inconel®) meningkatkan resistensi hingga ~ 1.200 derajat.

Stabilitas mekanis: Mempertahankan ketahanan kekuatan dan creep pada suhu tinggi. Nikel murni mempertahankan kekuatan yang berguna hingga ~ 500 derajat; Superalloys berbasis nikel (misalnya, dengan CR, MO, W) memperluas ini menjadi 1, 000-1.200 derajat, penting untuk mesin jet dan turbin gas.

Konduktivitas termal: sedang (~ 90 W/m · k pada 20 derajat), memungkinkan distribusi panas yang efisien dalam komponen suhu tinggi.

Singkatnya, nikel murni tahan panas hingga ~ 500-600 derajat di lingkungan yang menuntut, sedangkan paduan nikel (misalnya, superalloy) Excel pada 1, {000 derajat dan di atas.

4. Untuk apa nikel digunakan dalam rekayasa?

Nikel adalah bahan teknik serbaguna, dihargai untuk kekuatannya, ketahanan korosi, ketahanan panas, dan kemampuan paduan. Aplikasi rekayasa kunci meliputi:

Produksi Paduan:

Baja tahan karat: Menambahkan ketahanan korosi (misalnya, 304 stainless steel mengandung ~ 8% Ni).

Paduan suhu tinggi: Superalloy berbasis nikel (misalnya, Inconel, Hastelloy) untuk bilah turbin mesin jet, komponen turbin gas, dan bagian tungku (menahan creep dan oksidasi pada suhu ekstrem).

Paduan tembaga-nikel: untuk perpipaan laut dan industri (seperti yang dibahas sebelumnya).

Paduan Nikel-Iron: Dalam Teknik Listrik (misalnya, Permalloy untuk Transformers, karena permeabilitas magnetik yang tinggi).

Komponen tahan korosi:

Pemrosesan Kimia: Katup, pompa, dan reaktor yang menangani asam (misalnya, asam sulfat) dan alkali.

Industri minyak dan gas: Alat downhole dan pipa yang menahan korosi dari hidrokarbon dan air asin.

Listrik dan Elektronik:

Teknologi Baterai: Elektroda dalam baterai Nickel-Metal Hydride (NIMH) dan Nickel-Cadmium (NICD).

Pengkabelan dan konektor: Pelapisan nikel meningkatkan konduktivitas dan resistensi korosi dalam kontak listrik.