Aloi nikeldankeluli tahan karatkedua-duanya adalah bahan logam-tahan kakisan,{1}}tinggi yang digunakan secara meluas dalam aplikasi perindustrian. Apabila memilih bahan perindustrian, jurutera dan pasukan perolehan sering menghadapi persoalan penting: adakah kita harus memilih aloi nikel atau keluli tahan karat? Walau bagaimanapun, kedua-duanya berbeza dengan ketara dalam komposisi, sifat teras dan senario yang berkenaan. Artikel ini akan memperincikan perbezaan antara aloi nikel dan keluli tahan karat dari lima aspek: suhu operasi, komposisi kimia, rintangan kakisan, aplikasi dan harga.
Perbezaan dalam komposisi kimia
Pertama, dari perspektif komposisi kimia, keluli tahan karat adalah terutamanya ferroalloy; Monel, ferokromium-nikel dan Hastelloy ialah aloi nikel.
Komponen utama keluli tahan karat ialah besi, dengan kandungan besi melebihi 65%, dan beberapa keluli tahan karat ferit dan martensit bahkan mencapai lebih 80%. Sebaliknya, aloi nikel biasanya mempunyai kandungan besi di bawah 50%. Sesetengah aloi nikel, seperti Hastelloy C-2000, mempunyai kandungan besi walaupun di bawah 3%.
Mengenai kandungan nikel, aloi nikel selalunya mempunyai kandungan nikel lebih daripada 30%, malah ada yang melebihi 70%. Keluli tahan karat, sebaliknya, mempunyai kandungan nikel kurang daripada 30%, dan beberapa keluli tahan karat ferit dan martensit tidak mengandungi nikel sama sekali.
Kedua-dua keluli tahan karat dan aloi nikel mengandungi kira-kira 20% kromium. Kromium ialah perencat kakisan yang sangat berkesan dan merupakan sumber utama rintangan kakisan keluli tahan karat dan aloi nikel.
Perbezaan dalam Suhu Operasi
Suhu operasi adalah perbezaan terbesar antara keluli tahan karat dan aloi nikel. Umumnya, keluli tahan karat biasanya digunakan dalam aplikasi suhu bilik, manakala aloi nikel digunakan terutamanya dalam-persekitaran suhu tinggi. Salah satu faktor terpenting yang menentukan ciri ini ialah kandungan nikel. Oleh kerana besi tidak dapat mengekalkan struktur yang stabil pada suhu tinggi, sukar untuk menjamin prestasi suhu-tinggi keluli tahan karat, yang terutamanya terdiri daripada besi.
Nikel, sebaliknya, mengekalkan struktur austenit aloi dengan sempurna pada suhu tinggi; hanya aloi berasaskan nikel-berprestasi baik pada suhu tinggi. Walaupun nikel juga terdapat dalam beberapa keluli tahan karat austenit, kandungan nikelnya kekal sangat rendah.
Tambahan pula,Aloi monelsering digunakan pada suhu bilik kerana rintangan kakisan kuprum berkurangan pada suhu tinggi.
Perbezaan dalam rintangan kakisan
Nikel, kromium, dan molibdenum adalah unsur utama yang menentukan rintangan kakisan keluli tahan karat dan aloi nikel.
Nikel dan molibdenum adalah perbezaan sebenar antara aloi nikel dan keluli tahan karat. Nikel sendiri ialah unsur-tahan kakisan yang sangat baik; tidak seperti besi, yang mudah terhakis di udara, aloi nikel secara semula jadi mempunyai asas yang lebih baik untuk rintangan kakisan daripada keluli tahan karat.
Kromium membentuk filem oksida pada permukaan logam apabila ia bersentuhan dengan oksigen. Filem oksida ini berkesan menghalang pengoksidaan aloi selanjutnya. Perbezaan kandungan kromium antara aloi nikel dan keluli tahan karat adalah tidak ketara; kedua-duanya mempamerkan rintangan pengoksidaan yang sangat baik.
Molibdenum adalah unsur logam dengan rintangan yang baik untuk mengurangkan kakisan. Berbanding dengan keluli tahan karat, aloi nikel selalunya mempunyai kandungan molibdenum yang lebih tinggi. Aloi biasa dengan kandungan molibdenum yang tinggi ialah Hastelloy B-3, yang mempunyai kandungan molibdenum setinggi 30%. Secara ringkasnya, aloi nikel lebih unggul daripada keluli tahan karat dari segi rintangan kakisan keseluruhan.
Perbezaan dalam bidang aplikasi
Aloi nikel dan keluli tahan karat mempunyai banyak aplikasi bertindih kerana kedua-duanya adalah aloi kalis-karat. Walau bagaimanapun, terdapat tiga perbezaan utama dalam aplikasi mereka:
1. Keluli tahan karat tidak sesuai untuk-aplikasi suhu tinggi, manakala kebanyakan aplikasi-suhu tinggi memerlukan aloi nikel, seperti enjin, reaktor loji kuasa nuklear dan telaga minyak dalam.
2. Keluli tahan karat mempunyai aplikasi yang luas dalam bidang awam, seperti pinggan mangkuk, bekalan perubatan, dan pembinaan. Aloi nikel digunakan terutamanya dalam aplikasi industri dan ketenteraan.
3. Rintangan kakisan keluli tahan karat adalah terhad kepada persekitaran pengoksidaan. Jika persekitaran yang menghakis menjadi khusus dan kompleks, kebanyakan keluli tahan karat tidak dapat menahan kakisan tersebut.
Perbezaan dalam kos
Pertama, aloi nikel jauh lebih mahal daripada keluli tahan karat kerana perbezaan harga yang ketara antara nikel dan besi.
Kedua, aloi nikel biasanya mempunyai kandungan molibdenum yang lebih tinggi, dan molibdenum adalah beberapa kali lebih mahal daripada nikel. Dalam keadaan biasa, aloi nikel lebih kuat daripada keluli tahan karat, yang meningkatkan kesukaran pemesinan mereka. Kesukaran pemesinan yang meningkat ini merupakan satu lagi faktor penting yang menyumbang kepada harga yang lebih tinggi.
Akhirnya, komposisi aloi nikel yang lebih kompleks, kawalan yang lebih ketat ke atas unsur surih, dan keperluan yang lebih tinggi untuk bahan mentah secara tidak langsung meningkatkan harganya.
kesimpulan
Kedua-dua keluli tahan karat dan aloi nikel adalah bahan kalis-karat. Dalam kebanyakan kes,aloi nikelmengatasi keluli tahan karat. Perbezaan utama terletak pada persekitaran operasinya: keluli tahan karat biasanya digunakan pada suhu bilik, manakala aloi nikel sering digunakan pada suhu tinggi. Sememangnya, prestasi unggul aloi nikel datang pada harga yang lebih tinggi. Pelanggan boleh memilih bahan yang paling sesuai berdasarkan bajet dan keperluan mereka.