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来源:http://www.chempv.com | 时间:2023-12-26 16:22:54 | 浏览:336

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超实用更新!镍基合金材料作用及知识

首先,基合金的定义

一般来说,镍基合金被称为Ni含量超过30wt%的合金,一般产品的Ni含量超过50wt%。铁基和钴基合金因其优异的高温机械强度和耐腐蚀性而被称为超合金。(Superalloy),一般采用540℃以上的高温环境,根据其使用情况选择不同的合金设计,主要用于特殊的耐腐蚀环境、高温腐蚀环境和具有高温机械强度的设备。在航天、能源、石化、特殊电子/光电等领域经常使用。

镍基合金的特点是镍基合金

镍基合金是一种应用广泛、强度高的超合金材料。超级合金的名称来源于材料的特性。

包括:

1、工作环境极差:镍基合金广泛应用于各种严格的使用条件,如航天飞行发动机燃气室高温高压部件、核能、石油、海洋工业结构部件、耐腐蚀管道等。

2、优异性能:在高温下能保持高强度,具有优异的潜变、疲劳等机械性能,以及抗氧化、耐腐蚀、塑性和焊接性能。

3、超复杂合金添加:镍基合金通常添加十多种合金元素,以提高不同环境的耐腐蚀性;以及固体溶解强化或沉淀强化。

镍基合金中各种元素的作用

在达到熔点之前,金属镍始终保持着奥氏体和面心立方体的结构。它为韧脆转化提供了自由,也大大减少了其它金属共存带来的制造问题。镍比铁更惰性,比铜更活跃,在电化序中。

镍基合金可在固溶状态下容纳更多的合金元素,并保持良好的冶金稳定性,而不锈钢与其它铁基合金相比。这一因素允许添加多种合金元素,使镍基合金在不同的腐蚀环境中得到广泛的应用。

因此,在恢复环境中,镍比铁更耐腐蚀,但不耐铜腐蚀。在镍的基础上,加入铬后,合金具有抗氧化性,可以产生多种应用广泛的合金,使其能够抵抗恢复环境和氧化环境。

镍基合金中常见的元素主要有:

镍Ni

特别是在氯化物和苛性钠环境中,提供冶金稳定性,提高热稳定性和焊接性,提高还原酸和苛性钠的耐腐蚀性。

铝Al

提高高温抗氧化能力,提高时效硬化。

铜Cu

提高还原酸(尤其是空气循环中使用的硫酸和氢氟酸)和盐的耐腐蚀性,在镍铬钼铁合金中加入铜,有助于提高氢氟酸、磷酸和硫酸的耐腐蚀性。

氮N

提高冶金稳定性,耐点蚀,间隙腐蚀及强度。

钴Co

提高高温强度,提高抗碳化、抗硫化性能。

钛Ti

结合碳,减少了碳化铬沉淀在热处理过程中造成的晶间腐蚀,提高了时效性。

铌Nb

结合碳,减少热处理过程中碳化铬沉淀引起的晶间腐蚀,提高耐点蚀性、间隙腐蚀性和高温强度。

钨W

提高抗还原酸和局部腐蚀性能,提高强度和可焊性。

铬Cr

改善抗氧化、高温抗氧化、抗硫化、抗点蚀、间隙腐蚀。

钼Mo

提高还原酸的耐腐蚀性,提高氯化物水溶液环境中的耐点蚀性和间隙腐蚀性,提高高温强度。

铁Fe

提高对高温渗碳环境的抵抗力,降低合金成本,控制热膨胀。

这些合金元素中的许多可以在广泛的成分范围内与镍结合形成单相固溶体,以确保合金在许多腐蚀条件下具有良好的耐腐蚀性。合金在有效退火的情况下也具有良好的机械性能,无需担心制造加工或热加工带来的有害冶金变化。许多高镍合金可以通过固溶性硬化、碳化物沉淀、沉淀(及时)硬化和扩散强化来提高强度。

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