鎳基耐蝕合金

以鎳為基體，含鎳大於50%，具有一定的高溫強度等綜合性能並且能夠耐氧化或水容易介質腐蝕的合金，稱為鎳基耐蝕合金。與之對應的，將含鎳大於30%,且含鎳加鐵大於50%的耐蝕合金，習慣上稱為鐵－鎳基耐蝕合金（見不銹耐酸鋼）。

基本介紹

• 中文名：鎳基耐蝕合金
• 外文名：corrosion-resisting nickelbase alloys
• 基體：鎳
• 含鎳：大於50%
• 稱為：鎳基耐蝕合金

簡介

鎳基耐蝕合金corrosion-resisting nickelbase alloys

以鎳為基體,能在一些介質中耐腐蝕的合金,稱為鎳基耐蝕合金。此外,含鎳大於30%,且含鎳加鐵大於50%的耐蝕合金,習慣上稱為鐵－鎳基耐蝕合金(見不銹耐酸鋼)。

發展過程

1905年美國生產的Ni-Cu合金(Monel合金Ni 70 Cu30)是最早的鎳基耐蝕合金。1914年美國開始生產Ni-Cr-Mo-Cu型耐蝕合金(Illium R)，1920年德國開始生產含Cr約15%、Mo約7%的Ni-Cr-Mo型耐蝕合金。70年代各國生產的耐蝕合金牌號已近50種。其中產量較大、使用較廣的有Ni-Cu,Ni-Cr,Ni-Mo，Ni-Cr-Mo(W)，Ni-Cr-Mo-Cu和Ni-Fe-Cr，Ni-Fe-Cr-Mo等合金系列,共十多種牌號。中國在50年代開始研製鎳基和鐵－鎳基耐蝕合金，到70年代末，已有十多種牌號。

鎳基耐蝕合金

類別

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：

鑄造類產品

Ni-Cu合金 在還原性介質中耐蝕性優於鎳,而在氧化性介質中耐蝕性又優於銅，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 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。

生產工藝

根據合金的化學成分，特別是 C、S、P、Si等元素的含量以及對純度的要求，可用電弧爐、真空感應爐冶煉，也可用二次精煉工藝進行冶煉。為使耐蝕合金具有良好的熱塑性，冶煉時要嚴格控制脫氧工藝。有些合金需加入適量的Al或Ca、Mg、稀土等作最終脫氧劑。有些合金用電渣重熔工藝可顯著改善合金的熱塑性。

變形產品

鎳基耐蝕合金在加熱過程中易與爐氣中的硫結合，形成低熔點的硫化鎳，在加工過程中發生龜裂,因此,加熱要用電爐，保護氣體加熱爐或用低硫燃料的加熱爐。熱加工的溫度範圍見表1。 　這類合金通常都有比較好的冷加工性能。每次固溶或退火處理後,允許的冷加工變形量一般在20～80%之間。

熱處理工藝

耐蝕合金的熱處理工藝（

表2），都用固溶熱處理以求最大限度地固溶合金中的各種沉澱相，從而獲得良好的耐蝕性和力學性能。但是，由於晶粒度對合金耐晶間腐蝕和應力腐蝕很有影響，有些合金為了細化晶粒，又常採用比較低的固溶處理溫度。此外，對沉澱硬化耐蝕合金既要求耐蝕性又要求有高硬度，因而多採用在固溶後再進行一次或二次時效處理的工藝。

典型的鎳基耐蝕合金