镍合金的知识

2022-11-14


一、镍合金简介

镍合金是由镍基添加其他元素组成的合金。镍具有良好的机械、物理和化学性能。添加适当的元素可以提高其抗氧化性、耐腐蚀性、高温强度和改善一些物理性能。

二、镍基合金的分类和特点

镍基合金是指在650~1000℃的高温下,具有高强度和一定的抗氧化和耐腐蚀性等综合性能的一类合金。根据主要性能,又可分为镍基超耐合金、镍基耐蚀合金、镍基耐磨合金、镍基精密合金和镍基形状记忆合金。

1. 镍基超耐热合金

主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中,铬起到抗氧化和防腐蚀的作用,其他元素起到强化作用。在650至1000℃的高温下,它具有较高的强度、抗氧化性和抗气蚀性。它主要用于制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆和能源转换设备的高温部件。

2. 镍基耐蚀合金

主要合金元素为铜、铬和钼。它具有良好的综合性能,能耐受各种酸腐蚀和应力腐蚀。最早应用的是镍铜合金,又称蒙乃尔合金;此外还有镍铬合金、镍钼合金、镍铬钼合金等。用于制造各种耐腐蚀零件。

3. 镍基耐磨合金

主要合金元素为铬、钼、钨,还含有少量的铌、钽和铟。除了耐磨性外,它还具有良好的抗氧化性、耐腐蚀性和焊接性能。它可用于制造耐磨零件,也可作为包覆材料,通过堆焊和喷涂工艺涂覆在其他基体材料的表面。

4. 镍基精密合金

包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热合金等。最常用的软磁合金是含有约80%镍的过热合金。它们具有较高的最大和初始磁导率和低矫顽力。它们是电子工业的重要核心材料。镍基精密电阻合金的主要合金元素是铬、铝和铜。这种合金具有高电阻率、低电阻率温度系数和良好的耐腐蚀性,可用于制造电阻器。镍基电热合金是一种含20%铬的镍合金,具有良好的抗氧化和抗腐蚀性能,可在1000-1100℃的温度下长期使用。

5. 镍基形状记忆合金

一种含有50(at)%钛的镍合金。复温温度为70℃,形状记忆效果好。镍钛成分比例的微小变化可以在30-100℃范围内改变恢复温度。它多用于制造航天器中使用的自膨胀结构件、航天工业中使用的自发热紧固件和生物医学中使用的人工心脏马达。

三、镍基合金的应用领域

镍基合金工业的发展水平处于稳步上升的趋势。随着工业的发展,具有不同成分和不同性能的镍基合金已得到广泛的应用。主要的应用领域有:

1. 海洋:海洋环境中的海洋结构、海水淡化、海水养殖、海水热交换等。

2. 环保领域:火力发电的烟气脱硫装置、废水处理等。

3. 能源领域:核能发电、煤炭综合利用、海洋潮汐发电等。

4. 石油化工领域:炼油、化工及化学设备等。

5. 食品领域:制盐、酱油酿造等。

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