1. Chức năng cốt lõi của Crom (Cr)
Tăng cường khả năng chống ăn mòn
Crom có ái lực mạnh với oxy. Trong môi trường ăn mòn (như axit oxy hóa, dung dịch muối và môi trường ẩm), nó có thể phản ứng nhanh với oxy trên bề mặt hợp kim để tạo thành một lớp dày đặc, bám dính và tự phục hồi.màng thụ động crom oxit (Cr₂O₃). Lớp màng này hoạt động như một rào cản vật lý, cách ly ma trận bên trong khỏi môi trường ăn mòn và ngăn chặn sự xâm nhập sâu hơn của các ion ăn mòn (ví dụ: Cl⁻, SO₄2⁻) vào hợp kim, do đó cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn nói chung, ăn mòn rỗ và kẽ hở của hợp kim. Ví dụ: trong các hợp kim gốc niken-như Inconel 625 và Hastelloy C276, hàm lượng crom từ 15%–25% là chìa khóa để đảm bảo khả năng chống ăn mòn của chúng trong môi trường xử lý hóa học khắc nghiệt.
Cải thiện khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao-
Ở nhiệt độ cao (trên 600 độ), màng Cr₂O₃ hình thành trên bề mặt hợp kim có độ ổn định nhiệt cao và độ thấm oxy thấp. Nó có thể ức chế hiệu quả sự khuếch tán oxy vào ma trận hợp kim, tránh sự hình thành các oxit lỏng lẻo (như NiO) dễ bị nứt vỡ. Điều này cho phép các hợp kim gốc niken-duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc và độ ổn định hiệu suất trong môi trường-oxy hóa ở nhiệt độ cao (ví dụ: lò nung công nghiệp, các bộ phận tuabin khí).
Tăng cường ma trận hợp kim
Crom có thể hòa tan vào nền niken để tạo thànhdung dịch rắn thay thế, làm tăng độ biến dạng mạng của ma trận và cản trở chuyển động của các sai lệch. Hiệu ứng tăng cường dung dịch rắn-rắn này giúp cải thiện độ bền-nhiệt độ phòng và độ bền-nhiệt độ cao của hợp kim mà không làm giảm đáng kể độ dẻo dai của hợp kim. Ngoài ra, crom có thể thúc đẩy sự kết tủa của các pha tăng cường (ví dụ: pha ', M₂₃C₆ cacbua) trong một số siêu hợp kim gốc niken-, nâng cao hơn nữa khả năng chống rão ở nhiệt độ-cao của hợp kim.
2. Chức năng cốt lõi của Molypden (Mo)
Tăng cường khả năng chống ăn mòn cục bộ
Trong việc giảm môi trường ăn mòn (như axit clohydric, axit sulfuric và axit photphoric), trong đó hiệu ứng thụ động của crom bị suy yếu, molypden đóng vai trò chủ đạo trong khả năng chống ăn mòn. Molypden có thể làm giàu trên bề mặt hợp kim và phản ứng tạo thành màng oxit molypden (MoO₃) có khả năng chống ăn mòn mạnh. Quan trọng hơn, molypden có thể ức chế sự khởi đầu và lan truyền của hiện tượng ăn mòn rỗ do các ion Cl⁻ gây ra. Nó làm giảm độ hòa tan của màng thụ động trong dung dịch chứa clorua-và tăng nhiệt độ rỗ tới hạn (CPT) của hợp kim, làm cho hợp kim gốc niken-thích hợp cho ngành khai thác biển, dầu khí và hóa chất có nồng độ ion clorua cao. Ví dụ: Hastelloy C276 với hàm lượng molypden từ 15%–16% thể hiện khả năng chống ăn mòn rỗ tuyệt vời trong môi trường axit-có chứa clorua và nước biển.
Tăng cường giải pháp-rắn và cải thiện-khả năng chống rão nhiệt độ cao
Molypden có bán kính nguyên tử lớn và có thể tạo thành dung dịch rắn thay thế có độ ổn định cao bằng niken. Sự bổ sung của nó gây ra sự biến dạng mạng đáng kể, cản trở một cách hiệu quả sự chuyển động của sự sai lệch và sự khuếch tán của các nguyên tử ở nhiệt độ cao. Điều này cải thiện đáng kểđộ bền nhiệt độ-caoVàsức đề kháng leocủa hợp kim. Trong các siêu hợp kim dựa trên niken-được sử dụng cho các cánh tuabin khí và đĩa tuabin, molypden là một nguyên tố tăng cường quan trọng giúp hợp kim duy trì sự ổn định về cấu trúc trong điều kiện-nhiệt độ-cao và ứng suất cao-trong thời gian dài.
Cải thiện khả năng chống ăn mòn axit
Molypden có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn đồng đều của hợp kim trong các axit khử (ví dụ: axit clohydric loãng, axit sulfuric loãng). Không giống như crom, dễ bị hỏng thụ động trong môi trường khử, molypden có thể tạo thành các phức chất ổn định với môi trường ăn mòn, làm giảm tốc độ ăn mòn của ma trận hợp kim. Điều này làm cho hợp kim gốc niken có chứa molypden trở thành vật liệu lý tưởng cho thiết bị trong ngành hóa chất xử lý môi trường axit khử.
3. Tác dụng hiệp lực của Crom và Molypden
Crom cung cấp màng thụ động ổn định trong môi trường oxy hóa, trong khi molypden tăng cường khả năng chống ăn mòn của màng trong môi trường-có chứa clorua và khử.
Hiệu ứng tăng cường dung dịch rắn-kết hợp của hai nguyên tố giúp cải thiện đáng kể độ bền và khả năng chống rão của hợp kim ở cả nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao, đồng thời duy trì độ bền và khả năng xử lý tốt.
