WesterntechVN – Hợp kim niken-crom (Ni-Cr) và hợp kim niken-đồng (Ni-Cu) là hai loại hợp kim niken phổ biến nhất, mỗi loại có những đặc tính và ứng dụng riêng biệt. Bài viết này sẽ đi sâu vào phân loại, tính chất và ứng dụng chi tiết của hợp kim niken-crom và hợp kim niken-đồng.

1. Hợp kim niken-crom (Ni-Cr)

• Khái niệm:
  • Hợp kim của niken và crom.
  • Hàm lượng crom thường từ 10% đến 30%.
• Phân loại:
  • Hợp kim Ni-Cr chịu nhiệt: Dùng cho các ứng dụng ở nhiệt độ cao, như lò nung, tua bin khí.
  • Hợp kim Ni-Cr chống ăn mòn: Dùng cho các ứng dụng trong môi trường ăn mòn, như thiết bị hóa chất.
  • Hợp kim Ni-Cr điện trở: Dùng cho các ứng dụng điện trở, như dây điện trở, lò sưởi điện.
• Thành phần hợp kim:
  • Niken (Ni): Thành phần chính, quyết định tính chất cơ học và độ dẻo dai.
  • Crom (Cr): Tăng khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt.
  • Các nguyên tố hợp kim khác: Sắt (Fe), molypden (Mo), vonfram (W)…
• Tính chất:
  • Chịu nhiệt độ cao, chống oxy hóa tốt.
  • Chống ăn mòn tốt trong nhiều môi trường.
  • Điện trở suất cao (đối với hợp kim Ni-Cr điện trở).
  • Độ bền cơ học cao ở nhiệt độ cao.
• Ứng dụng:
  • Dây điện trở, lò nung, lò sưởi điện.
  • Tua bin khí, động cơ phản lực.
  • Thiết bị hóa chất, thiết bị xử lý nhiệt.
  • Dao cắt kim loại, khuôn đúc.
• Mác hợp kim tiêu biểu:
  • NiCr 80/20 (80% Ni, 20% Cr): Dùng cho dây điện trở, lò nung.
  • Inconel 600 (76% Ni, 16% Cr, 8% Fe): Dùng cho thiết bị chịu nhiệt độ cao và ăn mòn.
  • Hastelloy C-276 (57% Ni, 16% Cr, 16% Mo, 5% Fe, 4% W): Dùng cho thiết bị chịu ăn mòn cực tốt.

2. Hợp kim niken-đồng (Ni-Cu)

• Khái niệm:
  • Hợp kim của niken và đồng.
  • Tỷ lệ niken và đồng có thể thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng.
• Phân loại:
  • Hợp kim Ni-Cu chống ăn mòn: Dùng cho các ứng dụng trong môi trường ăn mòn, đặc biệt là nước biển và axit.
  • Hợp kim Ni-Cu từ tính: Dùng cho các ứng dụng từ tính, như nam châm, linh kiện điện tử.
• Thành phần hợp kim:
  • Niken (Ni): Thành phần chính, quyết định tính chất cơ học và độ dẻo dai.
  • Đồng (Cu): Tăng khả năng chống ăn mòn và độ dẫn điện.
  • Các nguyên tố hợp kim khác: Sắt (Fe), mangan (Mn), silic (Si)…
• Tính chất:
  • Chống ăn mòn tốt trong môi trường axit và nước biển.
  • Độ bền cơ học cao, độ dẻo dai tốt.
  • Tính từ tốt (đối với hợp kim Ni-Cu từ tính).
  • Dễ gia công.
• Ứng dụng:
  • Van, bơm, đường ống dẫn nước biển.
  • Thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị lọc.
  • Nam châm, linh kiện điện tử.
  • Tiền xu, đồ trang sức.
• Mác hợp kim tiêu biểu:
  • Monel 400 (67% Ni, 30% Cu, 3% Fe): Dùng cho thiết bị chịu ăn mòn trong nước biển.
  • Monel K-500 (63% Ni, 30% Cu, 3% Al): Dùng cho thiết bị chịu tải trọng cao trong môi trường ăn mòn.
  • Cupronickel (70% Cu, 30% Ni): Dùng cho tiền xu, thiết bị trao đổi nhiệt.

3. So sánh hợp kim Ni-Cr và Ni-Cu

4. Ứng dụng chi tiết theo mác hợp kim

• NiCr 80/20:
  • Dây điện trở cho lò nung, lò sưởi điện.
  • Chi tiết chịu nhiệt độ cao trong thiết bị gia nhiệt.
• Inconel 600:
  • Thiết bị xử lý hóa chất, lò phản ứng hạt nhân.
  • Tua bin khí, động cơ phản lực.
• Hastelloy C-276:
  • Thiết bị xử lý axit clohydric, axit sulfuric.
  • Thiết bị xử lý nước biển, thiết bị kiểm soát ô nhiễm.
• Monel 400:
  • Van, bơm, đường ống dẫn nước biển.
  • Thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị lọc.
• Monel K-500:
  • Chi tiết máy bơm, van, trục chân vịt trong tàu biển.
  • Thiết bị khai thác dầu khí ngoài khơi.
• Cupronickel:
  • Tiền xu, vỏ tàu biển, thiết bị trao đổi nhiệt.
  • Điện trở chính xác, thiết bị y tế.

5. Xu hướng phát triển

• Hợp kim niken siêu bền:
  • Nghiên cứu và phát triển các loại hợp kim niken có độ bền cơ học và chịu nhiệt độ cao hơn.
  • Ứng dụng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi hiệu suất cực cao, như hàng không vũ trụ và năng lượng.
• Hợp kim niken chống ăn mòn tiên tiến:
  • Phát triển các loại hợp kim niken có khả năng chống ăn mòn tốt hơn trong các môi trường khắc nghiệt.
  • Ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, dầu khí và năng lượng tái tạo.
• Hợp kim niken tái chế:
  • Tăng cường khả năng tái chế hợp kim niken để giảm thiểu tác động đến môi trường.
  • Phát triển các công nghệ tái chế hiệu quả hơn.

Hợp kim niken-crom và hợp kim niken-đồng là những vật liệu quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Việc lựa chọn loại hợp kim niken phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và điều kiện làm việc cụ thể.