W wyższych temperaturach większość procesów chemicznych przyspiesza i wzrasta wydajność wytwarzania energii. Ale czy materiał może wytrzymać wysokie temperatury? W praktyce najwyższe temperatury w wielu procesach są ograniczone przydatnością materiału. Nikiel może rozwiązać problem.
Wybierając materiały do zastosowań w wysokich-temperaturach, 4 najważniejsze właściwości to wytrzymałość, trwała stabilność, ograniczona reakcja na środowisko i wygoda produkcji sprzętu.
Wraz ze wzrostem temperatury spada wytrzymałość metalu. W wyższych temperaturach wiele rodzajów stali ma wytrzymałość wyższą niż stal nierdzewna serii 300. Stal nierdzewna zachowuje się lepiej niż większość z nich w temperaturze 540 C. Jednak stopy zawierające nikiel- radzą sobie dobrze w temperaturach powyżej 650 C. Jednak wytrzymałość na pełzanie lub wytrzymałość na pełzanie staje się najważniejszą właściwością w temperaturach powyżej 540 C.
Właściwości metalurgiczne zmieniają się w czasie w wysokich temperaturach. Najciekawsze jest to, gdy metal tworzy twardą i kruchą fazę, gdy materiał staje się tak kruchy jak szkło. Nikiel spowalnia tworzenie tych faz, podczas gdy stopy niklu-chromu-żelaza zawierające co najmniej 33 procent Ni nie są naruszone.
Metale reagują z otoczeniem w bardzo wysokich temperaturach. Utlenia się w powietrzu. Dodatkową ochronę zapewniają stopy z chromem i aluminium. Redukcja środowisk zawierających tlenek węgla, Ni i krzem pomaga zmniejszyć karbonizację. Nowe stopy, które są przystosowane do najbardziej wymagających środowisk, są opracowywane i testowane, gdy pojawia się szybka karbonizacja (tzw. pył metalowy), a wszystkie te stopy mają wysoki poziom Ni. Na koniec należy wyprodukować powiązany sprzęt, obejmujący kształtowanie i spawanie metalu, w którym nikiel-zawierający stal nierdzewną i stop Ni sprawdzają się znakomicie.
Rura konwertera wykonana jest z odlewanego stopu niklu, może być używana przez setki tysięcy godzin w środowisku zwęglonym w temperaturze 800-1000 stopni C. Mogą być używane z parą wodną i węglowodorami do generowania wodoru.
Rura radiacyjna pośrednio ogrzewa piec. Zastosowano różne stopy niklu w temperaturach do 1150 C, podczas gdy metale mogą tolerować temperatury do 1200 C.
Kosz do obróbki cieplnej mocuje części w piecu do obróbki cieplnej. Wybrany stop zawierający nikiel- zależy od tego, czy atmosfera jest utleniająca czy redukująca. Generalnie działają bardziej stabilnie.
