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鎳基合金是什么材料

作者: 來源: 日期:2022-3-3 14:07:10

鎳基合金是指在650~1000℃高溫下有較高的強度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。按照主要性能又細分為鎳基耐熱合金,鎳基耐蝕合金,鎳基耐磨合金,鎳基精密合金與鎳基形狀記憶合金等。

1、耐蝕合金
主要合金元素是銅、鉻、鉬。具有良好的綜合性能,可耐各種酸腐蝕和應力腐蝕。最早應用(1905年美國生產)的是鎳銅(Ni-Cu)合金,又稱蒙乃爾合金(Monel合金Ni 70 Cu30);此外還有鎳鉻(Ni-Cr)合金(就是鎳基耐熱合金,耐蝕合金中的耐熱腐蝕合金)、鎳鉬(Ni-Mo)合金(主要是指哈氏合金B系列)、鎳鉻鉬(Ni-Cr-Mo)合金(主要是指哈氏合金C系列)等。與此同時,純鎳也是鎳基耐蝕合金中的典型代表。這些鎳基耐蝕合金主要用于制造石油,化工,電力等各種耐腐蝕環境用零部件。

鎳基合金是什么材料 

鎳基耐蝕合金多具有奧氏體組織。在固溶和時效處理狀態下,合金的奧氏體基體和晶界上還有金屬間相和金屬的碳氮化物存在,各種耐蝕合金按成分分類及其特性如下:
Ni-Cu合金 在還原性介質中耐蝕性優于鎳,而在氧化性介質中耐蝕性又優于銅,它在無氧和氧化劑的條件下,是耐高溫氟氣、氟化氫和氫氟酸的最好的材料(見金屬腐蝕)。
Ni-Cr合金 也就是鎳基耐熱合金;主要在氧化性介質條件下使用。抗高溫氧化和含硫、釩等氣體的腐蝕,其耐蝕性隨鉻含量的增加而增強。這類合金也具有較好的耐氫氧化物(如NaOH、KOH)腐蝕和耐應力腐蝕的能力。
Ni-Mo合金 主要在還原性介質腐蝕的條件下使用。它是耐鹽酸腐蝕的最好的一種合金,但在有氧和氧化劑存在時,耐蝕性會顯著下降。
Ni-Cr-Mo(W)合金 兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化-還原混合介質條件下使用。這類合金在高溫氟化氫氣中、在含氧和氧化劑的鹽酸、氫氟酸溶液中以及在室溫下的濕氯氣中耐蝕性良好。
Ni-Cr-Mo-Cu合金 具有既耐硝酸又耐硫酸腐蝕的能力,在一些氧化-還原性混合酸中也有很好的耐蝕性。

2、耐磨合金
主要合金元素是鉻、鉬、鎢,還含有少量的鈮、鉭和銦。除具有耐磨性能外,其抗氧化、耐腐蝕、焊接性能也好。可制造耐磨零部件,也可作為包覆材料,通過堆焊和噴涂工藝將其包覆在其他基體材料表面。
鎳基合粉末有自熔性合金粉末與非自熔性合金粉末。
非自熔性鎳基粉末是指不含B、Si或B、Si含量較低的鎳基合金粉末。這類粉末,廣泛的應用于等離子弧噴涂涂層、火焰噴涂涂層和等離子表面強化。主要包括:Ni-Cr合金粉末、Ni-Cr-Mo合金粉末、Ni-Cr-Fe合金粉末、Ni-Cu合金粉末、Ni-P和Ni-Cr-P合金粉末、Ni-Cr-Mo-Fe合金粉末、Ni-Cr-Mo-Si高耐磨合金粉末、Ni-Cr-Fe-Al合金粉末、Ni-Cr-Fe-Al-B-Si合金粉末、Ni-Cr-Si合金粉末、Ni-Cr-W基耐磨耐蝕合金粉末等。
在鎳合金粉末中加入適量B、Si便形成了鎳基自熔性合金粉末。所謂自熔性合金粉末亦稱低共熔合金,硬面合金,是在鎳、鈷、鐵基合金中加入能形低熔點共晶體的合金元素(主要是硼和硅)而形成的一系列粉末材料。常用的鎳基自熔性合金粉末有Ni-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si-Mo、Ni-Cr-B-Si-Mo-Cu、高鉬鎳基自熔性合金粉末、高鉻鉬鎳基自熔性合金粉末、Ni-Cr-W-C基自熔性合金粉末、高銅自熔性合金粉末、碳化鎢彌散型鎳基自熔性合金粉末等。

鎳基合金是什么材料 

 各種元素在合金中的作用:
●硼、硅元素的作用:顯著降低合金熔點,擴大固液相線溫度區,形成低熔共晶體;脫氧還原作用和造渣功能;對涂層的硬 化、強化作用;改善操作工藝性能
●銅元素的作用:提高對非氧化性酸的耐蝕性
●鉻元素的作用:固溶強化作用、鈍化作用;提高耐蝕性能和抗高溫氧化性能;富余的鉻容易與碳、硼形成碳化鉻、硼化鉻硬質相從而提高合金硬度和耐磨性
●鉬元素的作用:原子半徑大,固溶后使晶格發生大的畸變,顯著強化合金基體,提高基體的高溫強度和紅硬性;可以切斷、降低涂層中的網狀組織;提高抗氣蝕、沖蝕能力。

3、精密合金
包括鎳基軟磁合金、鎳基精密電阻合金和鎳基電熱合金等。最常用的軟磁合金是含鎳80%左右的玻莫合金,其最大磁導率和起始磁導率高,矯頑力低,是電子工業中重要的鐵芯材料。鎳基精密電阻合金的主要合金元素是鉻、鋁、銅,這種合金具有較高的電阻率、較低的電阻率溫度系數和良好的耐蝕性,用于制作電阻器。鎳基電熱合金是含鉻20%的鎳合金,具有良好的抗氧化、抗腐蝕性能,可在1000~1100℃溫度下長期使用。

4、記憶合金
含鈦50(at)%的鎳合金。其回復溫度是70℃,形狀記憶效果好。少量改變鎳鈦成分比例,可使回復溫度在30~100℃范圍內變化。多用于制造航天器上使用的自動張開結構件、宇航工業用的自激勵緊固件、生物醫學上使用的人造心臟馬達等。


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