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निकेल सुपरअलॉयज स्क्रैप के पुनर्चक्रण मूल्य को अनलॉक करना
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निकल आधारित सुपरअलॉय एयरोस्पेस क्षेत्र में 'प्रदर्शन राजा' हैं, जो 1320 डिग्री सेल्सियस तक के अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान के साथ चरम वातावरण में उच्च शक्ति और ऑक्सीकरण प्रतिरोध बनाए रखते हैं। यह लेख निकल मिश्र धातुओं और उनके पुनर्चक्रण मूल्य के रहस्यों को उजागर करेगा।
निकल-आधारित सुपरअलॉय क्या हैं?
निकेल-आधारित सुपरअलॉय उच्च तापमान वाले मिश्रधातु हैं जिनमें निकेल को आधार धातु (सामग्री>50%) के रूप में शामिल किया जाता है। उनके पास -253 से 1320 डिग्री सेल्सियस के ऑपरेटिंग तापमान रेंज के साथ, 650-1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में उच्च शक्ति और उत्कृष्ट ऑक्सीकरण और गैस संक्षारण प्रतिरोध है। वे मुख्य रूप से ठोस-समाधान मजबूत और उम्र-कठोर प्रकारों में विभाजित हैं। पिघलने की प्रक्रियाओं में सिंगल मेल्टिंग (वीआईएम), डबल मेल्टिंग (वीआईएम+ईएसआर/वीएआर), और ट्रिपल मेल्टिंग (वीआईएम+ईएसआर+वीएआर) प्रक्रिया प्रणालियाँ शामिल हैं, जिसमें डबल या ट्रिपल मेल्टिंग प्रक्रियाएँ सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।
निकल-आधारित सुपरअलॉय की धातु तत्व संरचना बहुत परिष्कृत है, जिसे मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: आधार तत्व और मजबूत करने वाले तत्व। वे सामग्री को उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रदर्शन देने के लिए मिलकर काम करते हैं:
1. कोर बेस तत्व
निकेल (नी): सामग्री 50% से अधिक है, एक स्थिर ऑस्टेनिटिक संरचना प्रदान करती है और मिश्र धातु के "कंकाल" के रूप में कार्य करती है।
क्रोमियम (सीआर): लगभग 17%-21%, एक सघन क्रोमियम ऑक्साइड सुरक्षात्मक फिल्म बनाता है, जो ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध की कुंजी है।
2. प्रमुख सुदृढ़ीकरण तत्व
नाइओबियम (एनबी): 4.75%-5.5%, वी+ चरण के गठन के माध्यम से अति-उच्च शक्ति प्राप्त करना।
मोलिब्डेनम (एमओ): 2.8%-3.3%, मैट्रिक्स ताकत और रेंगना प्रतिरोध में सुधार।
प्लैटिनम (पीटी): 0.1%-15%।
टाइटेनियम (Ti) और एल्युमीनियम (Al): मिलकर V+ चरण बनाते हैं, जो सहक्रियात्मक मजबूती प्रदान करते हैं।
निकेल-आधारित सुपरअलॉय टरबाइन ब्लेड का उपयोग किन उद्योगों में किया जाता है?
निकेल-आधारित सुपरअलॉय सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले और उच्चतम शक्ति वाले उच्च तापमान वाले मिश्र धातु हैं, जिनका मुख्य रूप से निर्माण में उपयोग किया जाता है। विमान के इंजन ब्लेड और रॉकेट इंजन, परमाणु रिएक्टर और ऊर्जा रूपांतरण उपकरण में उच्च तापमान वाले घटक। उनका मुख्य सुदृढ़ीकरण तंत्र V+ चरण (Ni3Al/Ni3Ti) की वर्षा को मजबूत करने से उत्पन्न होता है, और Cr को जोड़ने से ऑक्सीकरण प्रतिरोध में और वृद्धि होती है।
विमान इंजन: टरबाइन ब्लेड, दहन कक्ष और बर्नर जैसे प्रमुख घटकों को उच्च तापमान प्रतिरोध, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।
रॉकेट इंजन: मिसाइल विमान के उच्च तापमान वाले संरचनात्मक घटक।
गैस टर्बाइन: उच्च तापमान वाले घटक जैसे टर्बाइन डिस्क, गाइड वेन और ब्लेड।
निकल-आधारित सुपरअलॉय टरबाइन ब्लेड से स्क्रैप क्यों होता है?
निकल-आधारित सुपरअलॉय टरबाइन ब्लेड स्क्रैप की पीढ़ी मुख्य रूप से इसके कठोर सेवा वातावरण और जटिल विनिर्माण प्रक्रिया से उत्पन्न होती है। मुख्य कारकों में शामिल हैं:
इंजन के दहन से उत्पन्न सल्फाइड समुद्री वातावरण में NaCl के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे Na₂SO₄ पिघली हुई नमक फिल्म बनती है, जो ब्लेड की सतह पर ऑक्साइड फिल्म को नष्ट कर देती है, जिससे गर्म संक्षारण होता है।
उच्च तापमान पर मिश्र धातु का रेंगने का प्रदर्शन कम हो जाता है, जिससे लंबी अवधि की सेवा के बाद दरारें या विरूपण होता है, जिसके परिणामस्वरूप अंततः स्क्रैपिंग होती है।
टरबाइन ब्लेड को 1300℃ से ऊपर तापमान, उच्च गति वायु प्रवाह प्रभाव और जटिल तनाव का सामना करना पड़ता है, जिससे सामग्री में थकान और विफलता होती है।
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