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【技术交流篇】——各种元素对镍基合金的作用
双击自动滚屏 发布者:网站管理员     发布时间: 2020/7/24 16:27:12     阅读:40次 【字体:


镍基合金是指在650~1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能又细分为镍基耐热合金,镍基耐蚀合金,镍基耐磨合金,镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。高温合金按照基体的不同,分为:铁基高温合金,镍基高温合金与钴基高温合金。其中镍基高温合金简称镍基合金。


主要合金元素是铜、铬、钼。具有良好的综合性能,可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。最早应用(1905年美国生产)的是镍铜(Ni-Cu)合金,又称蒙乃尔合金(Monel合金Ni 70 Cu30);此外还有镍铬(Ni-Cr)合金(就是镍基耐热合金,耐蚀合金中的耐热腐蚀合金)、镍钼(Ni-Mo)合金(主要是指哈氏合金B系列)、镍铬钼(Ni-Cr-Mo)合金(主要是指哈氏合金C系列)等。与此同时,纯镍也是镍基耐蚀合金中的典型代表。这些镍基耐蚀合金主要用于制造石油,化工,电力等各种耐腐蚀环境用零部件。

镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下,合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在。

镍基合金中常见的元素主要有:

镍 Ni
提供冶金稳定性、提高热稳定性和可焊性、提高对还原性酸和苛性钠的抗腐蚀性、提高尤其是在氯化物和苛性钠环境中的抗应力腐蚀开裂性能。

铬Cr
固溶强化作用、钝化作用;提高耐蚀性能和抗高温氧化性能;富余的铬容易与碳、硼形成碳化铬、硼化铬硬质相从而提高合金硬度和耐磨性。

钼 Mo
原子半径大,固溶后使晶格发生大的畸变,显著强化合金基体,提高基体的高温强度和红硬性;可以切断、降低涂层中的网状组织;提高抗气蚀、冲蚀能力。

铁 Fe
提高对高温渗碳环境的抵抗性、降低合金成本、控制热膨胀。

铜 Cu
提高对非氧化性酸的耐蚀性。

铝 Al
提高高温抗氧化性、提升时效硬化。

钛 Ti
与碳结合,减少了热处理时发生碳化铬沉淀造成的晶间腐蚀、提升时效强化。

铌 Nb
与碳结合,减少了热处理时发生碳化铬沉淀造成的晶间腐蚀、提高抗点蚀、间隙腐蚀性能、提高高温强度。

钨 W
提高抗还原性酸和局部腐蚀的性能、提高强度和可焊性。

氮 N
提高冶金稳定性、提高抗点蚀、间隙腐蚀性能、提高强度。

钴 Co
提供增强的高温强度、提高抗碳化、抗硫化性能。

这些合金元素中很多都可以与镍在很宽的成分范围内结合形成单相固溶体,保证合金在很多腐蚀条件下都具有良好的抗腐蚀性。合金在完全退火的状态下,也具有良好的力学性能,而无需担心制造加工或热加工中带来的有害的冶金变化。很多高镍合金可以通过固溶硬化、碳化物沉淀、沉淀(时效)硬化和弥散强化等方式提高强度。

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