在较高温度下,大多数化学过程会加快,而且发电效率会提高。但材料能否经受得住高温?在实践中,很多过程的最高温度受限于材料适合性。镍可以解决这个问题。
为高温应用选择材料时,最重要的四个性质是强度、持续稳定性、与环境反应有限以及设备制作的便利性。随着温度的升高,金属的强度会下降。在较高温度下,有很多种钢材的强度高于 300 系列不锈钢。在540 ℃ 温度下,不锈钢比它们当中的大多数性能更高。而在650℃以上温度下,含镍合金表现优异。但在540℃以上温度下,蠕变强度或蠕变断裂强度成为最重要的性质。在高温下,随着时间的推移冶金性质会发生变化。最令人关注的是金属在什么时候形成硬脆相,因为这时材料会变得像玻璃一样易碎。镍会减缓这些相的形成速度,而含镍量至少为33%的镍铬铁合金不受影响。在极高温度下,金属会与环境发生反应。在空气中,它会发生氧化。与铬和铝的合金会形成额外保护。在含有一氧化碳的还原性环境中,镍和硅有助于减少碳化现象。正在开发并测试适应最苛刻环境的新合金,此时会发生快速碳化(称作金属尘化),而所有这些合金的含镍量都很高。最后,需要制造相关设备,其中涉及金属成型和焊接,其中含镍不锈钢及镍合金表现优异。
转化炉管是采用铸镍合金制造的,在800 -1000℃的碳化环境中可以使用数十万小时。它们配合蒸汽和烃类使用可以生成氢。
辐射管对炉子间接进行加热。采用了各种镍合金,温度高达1150℃,而金属能耐受的温度为1200℃。
热处理篮对热处理炉中的部件进行固定。选择的含镍合金取决于气氛是氧化性还是还原性。它们一般运行较为稳定。
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