Nikalne legure visoke temperature
Nikal je peti najčešći element na Zemlji, ali do prošlog veka njegova komercijalna upotreba nije bila ograničena zbog poteškoće u rudarstvu i rafiniranju. Razvoj mlaznih motora bio je važan katalizator za razvoj legura sa sjedištem u niklovima koji su u stanju održati visoku čvrstoću na visokim temperaturama.
Nickel ima tačku topljenja od 1453 stepena Celzijusa, što je mnogo viši od metala poput bakra (1084 stepeni Celzijusa) i aluminijuma (660 stepeni Celzijusa), ali mnogo niži od metala poput volframa (3400 stepeni Celzijusa). Međutim, visoke temperaturne performanse ne radi se samo na talište metala, u protivnom željeza (1150 stepeni Celzijusa) ili čelika (1400 stepeni Celzijusa) bile bi se široko koristilo. Druga nekretnina nikla i niklova je njihova sposobnost da formiraju debeli i stabilni pasivni oksidni sloj kada se zagrijava, što ih štiti od daljnje korozije, što im omogućava da rade na visokim temperaturama. Ovaj sloj oksida može biti debljine do nekoliko mikrona, ovisno o temperaturi i okruženju, metal je izložen. Legure nikla otporni su i na karburizaciju, što je prisustvo ugljika na visokim temperaturama, poput za vrijeme pucanja gasova u raznim operacijama prerade hemijskih obrade ili rafiniranja.
Mehanizmi jačanja
Ovisno o specifičnoj leguru, njegova čvrstoća na visokoj temperaturi održava se čvrstom solidnom rješenjem jačanja ili tada padavinama. Mehanizam čvrstog jačanja rješenja je dodavanje atoma legiranih elemenata do niklove kristalne rešetke. Ova uznemiravanje kristalne strukture otežava deformaciju usporavanjem ili sprečavanjem kretanja "dislokacija". Elementi poput molibdena dodaju se u inconel 625 (legura 625, uns n06625, 2.4856) za povećanje čvrstoće.
U jačanju padavina, male količine niobija, titanijuma i aluminija u kombinaciji se sa niklom koji bi formirali intermetralne taloge. Ovi talog se formiraju tokom konačnog toplotnog tretmana, poznato i kao starenje. Ovi talogitiraju i kretanje dislokacija u kristalnoj strukturi, što povećava snagu i žilavost. Na višim temperaturama, ovaj mehanizam također smanjuje vjerojatnost puzanja koja se dobro koristi u zrakoplovnim aplikacijama. Legure nikla koji koriste jačanje padavina uključuju Inconel 718 (legura 718, uns n07718, 2.4668), incoloy 725, uns n07725), incoloy 925 (legura 925, uns n09925) i monela k -500, uns n05500, 2.4375).
Legura poput insonala 718 i inconel 625 zadržavaju većinu njihovih mehaničkih svojstava na temperaturama do 650 stepeni Celzijusa (1200 stepeni Fahrenheit), ali može selektivno koristiti na temperaturama 1000 stupnjeva Celzijusa (1800 stepeni Fahrenheit).
Jer nikl legura lako s mnogim drugim metalima, može poboljšati otpornost na koroziju i druga fizička svojstva pored snage. Kromi i molibden se često dodaju u poboljšanje otpornosti na koroziju i oksidaciju, a molibden je posebno za poboljšanje otpornosti na otpor. Bakar se koristi i u neugodnosti 825 legura kako bi poboljšao otpor na smanjenje kiselina poput sumpornih, fosfornih i klorovodonih kiselina.
