I. Menyahkodkan kod metalurgi aloi berasaskan nikel

(i) Matriks sinergi elemen

• Aloi berasaskan nikel membentuk matriks prestasi yang unik dengan tepat menggabungkan nisbah elemen Ni-CR-Mo-Fe:

• Nikel (≥58%): Membina struktur kristal padu berpusatkan muka, menjamin kestabilan dari -196 ℃ hingga 1200 ℃.

• Chromium (14-23%): Menjana filem Passivation Cr₂o₃ untuk menahan kakisan H2S/CO2

• Molybdenum (8-16%): Menghalang pemendakan σ-fasa, menimbulkan tekanan ambang retak kakisan

• Niobium + Tantalum: Pembentukan karbida jenis MC, peningkatan 300% kekuatan suhu tinggi

• Kes biasa:

Inconel 718 aloi masih mencapai kekuatan hasil 800mpa pada 650 ° C, menjadi bahan pilihan untuk turbopump enjin roket spaceX

Ⅱ. Empat keluarga teras paip keluli aloi berasaskan nikel

(i) Siri aloi tahan kakisan

Tanda	Asas	Rintangan kakisan	Senario aplikasi biasa
Hastelloy C-276	NI58/MO16/CR15.5	Tahan asid hidroklorik mendidih (kepekatan 10%)	Tiub penukar haba reaktor kimia
Incoloy 825	NI42/FE30/CR21	Tahan kakisan embun asid sulfurik	Sistem desulfurasi gas serombong
Monel 400	NI63/CU34	Tahan air laut dan kakisan	Unit penyahgaraman

Sumber Data: Standard ASTM B622/B619

(ii) Siri aloi suhu tinggi

• Kejayaan prestasi:

Inconel 740H hayat perkhidmatan melebihi 100,000 jam pada keadaan operasi 700 ° C/35MPA

Kesan pengukuhan fasa γ 'aloi Haynes 282 menjadikan kekuatan 760 ℃ 5 kali dari keluli tahan karat.

• Nilai Ekonomi:

Loji Kuasa Meningkatkan Pipa Superheater ke Haynes 230 Bahan, Kos Penyelenggaraan Tahunan menurun sebanyak 72%, kecekapan haba meningkat sebanyak 9%

(iii) aloi fungsi khusus

1. Aloi Pengembangan Rendah: Invar 36 (NI36%) mempunyai pekali pengembangan haba hanya 1.6 × 10-6/° C, yang digunakan dalam sistem sokongan tangki kargo cair kapal LNG.

2. Aloi Memori: Nitinol (NI55%/TI45%) dapat memulihkan ubah bentuk sehingga 8%, menjadi bahan teras pembungkus pintar untuk telaga minyak dan gas laut.

Ⅲ.Nickel berasaskan aloi dari enam kelebihan penggilingan prestasi utama

(i) 'Pertahanan Ultimate ' dalam bidang kakisan

Keadaan sederhana	304 kadar kakisan keluli tahan karat (mm/a)	Kadar kakisan aloi C-276 (mm/a)
10% asid sulfurik /80 ℃	12.5	0.02
3% NaCl + H2s tepu	3.8	0.001
Asid nitrik mendidih (65%)	pembubaran lengkap	0.15

Sumber Data: NACE MR0175/ISO 15156 Standard

(ii) Adaptasi Transboundary ke Suhu Ekstrem

1. Ketangguhan suhu ultra-rendah:

Haynes 25 pada -269 ℃ Kerja Kesan Masih mengekalkan 120J, menjadi bahan standard untuk tangki simpanan hidrogen cecair11

2. Kestabilan kejutan ini:

Inconel 625 dapat menahan kitaran 1000 ° C ⇄ 25 ° C selama 1000 kali tanpa retak

Iv. Analisis model kos kitaran hayat penuh

(i) Perbandingan ekonomi pembangunan medan minyak dan gas

Bahan	Kos Awal ($ 10,000 /km)	Kitaran Penyelenggaraan (tahun)	Jumlah kos 30 tahun (AS $/juta)
13cr Stainless Steel	85	2-3	420
keluli dupleks	120	5-7	280
Incoloy 028	380	15+	410
C-276 aloi	550	25+	560

(ii) pulangan tumbuhan kimia atas pelaburan

• Loji PTA menggunakan Hastelloy G-3 untuk menggantikan 316L:

-Pelaburan-pelaburan meningkat sebanyak $ 2.3 juta

-Ekspresikan kitaran berhenti dan pembersihan dari 3 bulan hingga 18 bulan

-Peningkatan pengeluaran setiap $ 18 juta ‌