니켈합금중 주요원소의 효과 1)순수니켈  

                                                   2012-02-13 21:54:28, 조회 : 258, 추천 : 25

***아래 내용은 ASM International에서 발행한 책 "Material Selections for

Corrosion Control"의 일부분 한글 번역입니다. 본 번역은 전문 기술자가 아니라서 번역에 일부 오류가 있을 수 있으니 양지바랍니다***

주요금속원소의 합금효과(Effect of Major Alloying Elements):1) 순수니켈
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니켈에 대한 특수한 금속원소 합금 따라 다양한 용도에 맞게 인장강도,

초내열성, 내부식성이 결정된다. 내부식성이 하이니켈 합금 개발의 주요한

목적이기 때문에 내부식 특성은 각 금속원소의 결합과과 관련하여 오랫동안

논의 될 거이다.

1) 순수니켈(Unalloyed Nickel)
사업용 순수니켈, 예를들면 Alloy 200 과 201은 가성용액의 증발과 알카리

프로세서 라인에서 광범위의 농도와 온도에서 두루두루 사용되어지고

있다. 특히 저탄소 그레이드인 Alloy 201은 섭씨 320도(화씨610도)이상의

 온도를 요구하는 가연성 고농도의 용액을 위해 새용되어 지고 있다.

보통의 금속원소로서의 니켈은  어떠한 일반적인 산으로 부터 수소를

분리하지 못한다. 구리원소와 같이 사용하는경우 산소나 영화물의

분해에서와 같이 산화의 매개체 첨가하는 것이 부식을 위해 꼭 필요하다.

일반적으로 산화의 조건들은 니켈의 부식을 촉진하고 산화 조건을 줄이면

부식은 지연된다. 알카리 용액이 연소산염이나 황산염에 의해 오염되면

스트레스를 받은 부분에서 가연성 께어진다. 비록 니켈이 고온이나

저온의 가스상태의 암모니아에 영향을 받지 않는다고 하지만 암모니아

수산화물에서는 견디지 못한다. 니켈로된 장비는 중성, 산, 알카리 소금에는

사용될 수 있다. 니켈은 중간정도의 농도까지 저온 황산이나 인산에

견딜 수 잇다. 상온에서는 유기산에도 견딜 수 있다.유기 염산, 염화솔벤트,

그리고 페놀은 니켈을 부식시킬 수 없다. 니켈200으로 매우 활성되고

어그레시브한 염들 예를들면 인산3염화물, 인산옥시클로라이드,

니트로실클로라리드,  벤질클로라이드,벤졸클로라이드 처리에 사용될

수 있다. 제조과정상 의도된 매우 낮은 카본 함량때문에 알로이 201은

높은 온도에서도 연성이 떨어지지 않고 탄화에 민감하지 않다. 그리고

50% 가성소다 용액과 같은 고농도의 알카리용액의 섭씨 320도 이상의

서비스온도에 많이 사용된다.

Alloy 200, 201은 판재, 스트립, 와이어, 봉 형태로 시중에서 구입

가능하고 200, 201은 둘다 주물이 가능하다. 주물 니켈은 3내지 3.5%의

불순물을 갖고 있다(1.5% Silicon,0.5-0.8% C, Cu, Fe, Mn). 주물니켈은

가공니켈과 비슷한 내부식력을 갖고 있다. 최대 서비스 가능한 온도는

대략 1040Deg.C(1900F)이다. 상온에서의 Annealed상태의 Alloy200의

인장강도와 항복점은 462Mpa(67000Psi) 148Mpa(21500Psi)이다.

냉간가공및 계속적인 압연가공이 가능하므로 Unannealed상태의 실제의

인장강도와 항복점은 그 범위가 넓다. 니켈은 철과 열팽창 계수가 거의

같으므로 철에 라이닝, 도금, 클래딩 등으로 많이 사용된다. 비용을

줄이기 위해 가열된 니켈과 철의 압연으로 거의 완벽하게 본딩이 됨으로

구조적인 결함을 보강하여 클래딩 형테로 각종 용기나 장치를 만들어

내부식용으로 사용하고 있다. 니켈은 고속도강의 가공툴로 낮은 속도로

가공이가능하고 석출경화나 분산경화(Dispersion Strengthening)방식을

통해 인장강도를 높힐 수 있다. 니켈은 철의 가공방법인 Soldering,

Brazing, Welding으로 니켈과 니켈을 연결할 수가 있다. 이때 연결전에

소재를 깨끗히 세척함과 아울러 용접중 특히 황, 인, 납이 들어가지

않도록 주의해야 한다. 그러나 용접전, 용접후 특별히 온도를 높힐 필요는

없다. 이유는 용접중 연성이나 인장강도에 영향을 미치지 않기 때문이다.

엷은 판은 가스용접이 바람직하지만 Inert Gas Shielded arc process에

의한 용접이 가능하다.

후판인경우 산소 아세치렌 불꽃에의한 용접이 가능하다. 필러는 모재와

같은 함량의 필러를 사용해야한다. 클래딩소재인경우에는 철과 니켈을

별개의 용접방법을 사용해야한다. 니켈은 철에 용접되지만 불순물의

침투로 내부식성에 차이가 많이 날 수 있음으로 주의해야한다.