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什么是镍基合金(一)

作者:点击:474 发布时间:2021-04-12

     镍基合金分为镍基耐热合金、镍基耐蚀合金、镍基耐磨合金、镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。高温合金按照基体的不同,分为:铁基高温合金,镍基高温合金与钴基高温合金。就不得不先讲下镍元素,同铁和铜一样,自从进入文明社会,镍就被用于合金。但是与钢、黄铜和青铜相比,镍合金是化学工业的后来者。随着冶金技术与制造技术的不断进步推动了镍合金的发展,促进了它们在化学工业的广泛应用。镍合金集优异的耐蚀性、强度、韧性、冶金稳定性、宜加工性及焊接性于一身。许多镍合金还具有的耐热性能,是要求高温强度和高温下耐化学腐蚀用途的理想选择。


除镍以外,各种元素在镍基合金中的作用分别如下:


1.硼、硅元素的作用:显著降低合金熔点,扩大固液相线温度区,形成低熔共晶体;脱氧还原作用和造渣功能;对涂层的硬 化、强化作用;改善操作工艺性能。


2.铜元素的作用:提高对非氧化性酸的耐蚀性。


3.铬元素的作用:固溶强化作用、钝化作用;提高耐蚀性能和抗高温氧化性能;富余的铬容易与碳、硼形成碳化铬、硼化铬硬质相从而提高合金硬度和耐磨性。


4.钼元素的作用:原子半径大,固溶后使晶格发生大的畸变,显著强化合金基体,提高基体的高温强度和红硬性;可以切断、降低涂层中的网状组织;提高抗气蚀、冲蚀能力镍基精密合金。


镍合金是一类合金的统称吧,有没有有代表性的合金呢?


个具有商业重要性的镍合金是合金400,它是由国际镍公司(后来叫Inco合金公司)于1905年开发出来并推向市场,商标为蒙乃尔(MONEL)。下一个重要的里程碑是1930年左右问世的镍-钼合金B和镍-铬-钼-钨合金C。它们的发明者是Haynes Stellite公司(现在叫Haynes国际公司),其中的两个注册商标为HASTELLOY。


镍基高温合金成分和性能还可以吧。


镍基高温合金中应用为广泛。主要原因在于,一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ[Ni3(Al,Ti)]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。


镍基高温合金生产工艺如何?


冶炼方面:为了获得更纯净化的钢水,减低气体含量与有害元素含量;同时由于部分合金中有易氧化元素如Al,Ti等存在,非真空方式冶炼难以控制;更是为了获得更好的热塑性,镍基耐热合金,通常采用真空感应炉熔炼,甚至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔方式进行生产。


变形方面:采用锻造、轧制工艺,对于热塑性差的合金甚至采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺。变形的目的是为了破碎铸造组织,优化微观组织结构。


铸造方面:通常用真空感应炉熔炼母合金保证成分与控制气体与杂质含量,并用真空重熔-精密铸造法制成零件。


热处理方面:变形合金和部分铸造合金需进行热处理,包括固溶处理、中间处理和时效处理,以Udmet 500合金为例,它的热处理制度分为四段:固溶处理,1175℃,2小时,空冷;中间处理,1080℃,4小时,空冷;一次时效处理,843℃,24小时,空冷;二次时效处理,760℃,16小时,空冷。以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。


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