1. Podstawowe funkcje chromu (Cr)
Zwiększenie odporności na korozję
Chrom ma silne powinowactwo do tlenu. W mediach korozyjnych (takich jak kwasy utleniające, roztwory soli i wilgotna atmosfera) może szybko reagować z tlenem na powierzchni stopu, tworząc gęstą, przylegającą i samonaprawiającą się-warstwa pasywna z tlenku chromu (Cr₂O₃).. Warstwa ta działa jak fizyczna bariera, izolując wewnętrzną matrycę od środowiska korozyjnego i zapobiegając dalszemu przenikaniu jonów korozyjnych (np. Cl⁻, SO₄²⁻) do stopu, znacznie poprawiając w ten sposób odporność stopu na korozję ogólną, wżerową i szczelinową. Na przykład w stopach-niklu, takich jak Inconel 625 i Hastelloy C276, zawartość chromu wynosząca 15–25% jest kluczem do zapewnienia odporności na korozję w trudnych warunkach obróbki chemicznej.
Poprawa odporności na utlenianie-w wysokiej temperaturze
W podwyższonych temperaturach (powyżej 600 stopni) powstająca na powierzchni stopu warstwa Cr₂O₃ charakteryzuje się dużą stabilnością termiczną i niską przepuszczalnością tlenu. Może skutecznie hamować dyfuzję tlenu do osnowy stopu, zapobiegając tworzeniu się luźnych tlenków (takich jak NiO), które są podatne na odpryskiwanie. Dzięki temu stopy-na bazie niklu zachowują integralność strukturalną i stabilność działania w-atmosferze utleniającej o wysokiej temperaturze (np. piece przemysłowe, elementy turbin gazowych).
Wzmocnienie osnowy stopu
Chrom może rozpuścić się w matrycy niklowej, tworząc:substytucyjny roztwór stały, co zwiększa zniekształcenie sieci osnowy i utrudnia ruch dyslokacji. Ten efekt wzmacniania-stałego roztworu poprawia-temperaturę pokojową i wytrzymałość stopu-w wysokich temperaturach, bez znaczącego zmniejszenia jego wytrzymałości. Ponadto chrom może sprzyjać wytrącaniu się faz wzmacniających (np. fazy ', węglika M₂₃C₆) w niektórych nadstopach-na bazie niklu, jeszcze bardziej zwiększając-odporność stopu na pełzanie w wysokiej temperaturze.
2. Podstawowe funkcje molibdenu (Mo)
Zwiększona odporność na miejscową korozję
W redukujących mediach korozyjnych (takich jak kwas solny, kwas siarkowy i kwas fosforowy), gdzie efekt pasywacji chromu jest osłabiony, molibden odgrywa dominującą rolę w odporności na korozję. Molibden może wzbogacać się na powierzchni stopu i reagować, tworząc warstwę tlenku molibdenu (MoO₃) o dużej odporności na korozję. Co ważniejsze, molibden może hamować inicjację i rozprzestrzenianie się korozji wżerowej powodowanej przez jony Cl⁻. Zmniejsza rozpuszczalność warstwy pasywnej w roztworach-zawierających chlorki i zwiększa krytyczną temperaturę wżerową (CPT) stopu, dzięki czemu stopy na bazie niklu- nadają się do zastosowań morskich, wydobycia ropy i gazu oraz w przemyśle chemicznym o wysokim stężeniu jonów chlorkowych. Na przykład Hastelloy C276 o zawartości molibdenu 15–16% wykazuje doskonałą odporność na korozję wżerową w wodzie morskiej i kwaśnych mediach zawierających-chlorki.
Solidne-wzmocnienie roztworu i-poprawa odporności na pełzanie w wysokiej temperaturze
Molibden ma duży promień atomowy i może tworzyć z niklem bardzo stabilny substytucyjny roztwór stały. Jego dodatek powoduje znaczne zniekształcenie sieci, co skutecznie utrudnia ruch dyslokacji i dyfuzję atomów w wysokich temperaturach. To znacznie poprawiawytrzymałość w wysokiej-temperaturzeIodporność na pełzaniestopu. W nadstopach-na bazie niklu stosowanych na łopatki i tarcze turbin gazowych molibden jest ważnym pierwiastkiem wzmacniającym, który pomaga stopowi zachować stabilność strukturalną w długoterminowych-wysokiej-warunkach-podwyższonych temperatur i wysokich naprężeń.
Zwiększona odporność na korozję kwasową
Molibden może poprawić odporność stopu na równomierną korozję w kwasach redukujących (np. rozcieńczony kwas solny, rozcieńczony kwas siarkowy). W przeciwieństwie do chromu, który jest podatny na błędy pasywacji w środowiskach redukujących, molibden może tworzyć stabilne kompleksy z mediami korozyjnymi, zmniejszając szybkość korozji osnowy stopu. To sprawia, że stopy na bazie niklu-zawierające molibden są idealnymi materiałami na sprzęt w przemyśle chemicznym obsługującym media redukujące kwasy.
3. Synergistyczne działanie chromu i molibdenu
Chrom zapewnia stabilną warstwę pasywną w środowiskach utleniających, podczas gdy molibden zwiększa odporność powłoki na korozję w środowiskach redukujących i zawierających-chlorki.
Połączony efekt wzmacniający w roztworze stałym- tych dwóch pierwiastków znacznie poprawia wytrzymałość i odporność na pełzanie stopu zarówno w temperaturze pokojowej, jak i w wysokiej temperaturze, przy jednoczesnym zachowaniu dobrej wytrzymałości i przetwarzalności.
