什么是镍基耐蚀合金?

什么是镍基耐蚀合金?,第1张

什么是镍基耐蚀合金?

[拼音]:nieji naishi hejin

[外文]:corrosion-resisting nickelbase alloys

以镍为基体,能在一些介质中耐腐蚀的合金,称为镍基耐蚀合金。此外,含镍大于30%,且含镍加铁大于50%的耐蚀合金,习惯上称为铁-镍基耐蚀合金(见不锈耐酸钢)。1905年美国生产的Ni-Cu合金(Monel合金Ni 70 Cu30)是最早的镍基耐蚀合金。1914年美国开始生产Ni-Cr-Mo-Cu型耐蚀合金(Illium R),1920年德国开始生产含Cr约15%、Mo约7%的Ni-Cr-Mo型耐蚀合金。70年代各国生产的耐蚀合金牌号已近50种。其中产量较大、使用较广的有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,共十多种牌号。中国在50年代开始研制镍基和铁-镍基耐蚀合金,到70年代末,已有十多种牌号。

类别

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,各种耐蚀合金按成分分类及其特性如下:

Ni-Cu合金

在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜,它在无氧和氧化剂的条件下,是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的最好的材料(见金属腐蚀)。

Ni-Cr合金

主要在氧化性介质条件下使用。抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀,其耐蚀性随铬含量的增加而增强。这类合金也具有较好的耐氢氧化物(如NaOH、KOH)腐蚀和耐应力腐蚀的能力。

Ni-Mo合金

主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的最好的一种合金,但在有氧和氧化剂存在时,耐蚀性会显著下降。

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-还原混合介质条件下使用。这类合金在高温氟化氢气中、在含氧和氧化剂的盐酸、氢氟酸溶液中以及在室温下的湿氯气中耐蚀性良好。

Ni-Cr-Mo-Cu合金

具有既耐硝酸又耐硫酸腐蚀的能力,在一些氧化-还原性混合酸中也有很好的耐蚀性。

生产工艺

根据合金的化学成分,特别是 C、S、P、Si等元素的含量以及对纯度的要求,可用电弧炉、真空感应炉冶炼,也可用二次精炼工艺进行冶炼。为使耐蚀合金具有良好的热塑性,冶炼时要严格控制脱氧工艺。有些合金需加入适量的Al或Ca、Mg、稀土等作最终脱氧剂。有些合金用电渣重熔工艺可显著改善合金的热塑性。

镍基耐蚀合金在加热过程中易与炉气中的硫结合,形成低熔点的硫化镍,在加工过程中发生龟裂,因此,加热要用电炉,保护气体加热炉或用低硫燃料的加热炉。热加工的温度范围见表1。




这类合金通常都有比较好的冷加工性能。每次固溶或退火处理后,允许的冷加工变形量一般在20~80%之间。

耐蚀合金的热处理工艺(表2),都用固溶热处理以求最大限度地固溶合金中的各种沉淀相,从而获得良好的耐蚀性和力学性能。但是,由于晶粒度对合金耐晶间腐蚀和应力腐蚀很有影响,有些合金为了细化晶粒,又常采用比较低的固溶处理温度。此外,对沉淀硬化耐蚀合金既要求耐蚀性又要求有高硬度,因而多采用在固溶后再进行一次或二次时效处理的工艺。




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