镍基耐蚀合金

以镍为基体、能在介质中耐腐蚀的合金

以镍为基体，含镍大于50%，具有一定的高温强度等综合性能并且能够耐氧化或水容易介质腐蚀的合金，称为镍基耐蚀合金。与之对应的，将含镍大于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）。

简介

镍基耐蚀合金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)。

发展过程

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。

热处理工艺

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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