镍基合金焊接容易出现的缺陷 (镍合金的性能优点)

镍合金的应用和特点

镍是一种用途广泛的元素,可以与大多数金属形成合金。镍和铜之间存在完全的固体溶解度。铁、铬和镍之间的宽溶解度范围使许多合金组合成为可能。

镍和镍合金用于各种应用,其中大部分涉及耐腐蚀性和/或耐热性。其中一些包括:

飞机燃气轮机

汽轮机发电厂

医疗应用

核电系统

化工和石化行业

镍合金的许多其他应用涉及特殊用途镍基或高镍合金的独特物理性能。这些包括:

低膨胀合金

电阻合金

软磁合金

耐热应用。镍基合金用于许多应用,这些应用在高温下会受到恶劣环境的影响。镍铬合金或Cr含量超过约15%的合金用于在超过760°C的温度下提供抗氧化性和抗渗碳性。

耐腐蚀性。镍基合金对各种腐蚀性介质具有出色的耐腐蚀性。然而,与所有类型的腐蚀一样,许多因素会影响攻击速率。腐蚀性介质本身是控制特定金属腐蚀的最重要因素。

低膨胀合金镍被发现对铁的热膨胀有深远的影响。合金可以设计为具有非常低的热膨胀,或在某些温度范围内显示出均匀且可预测的膨胀。

铁-36%镍合金(殷钢)的膨胀率是铁镍合金中最低的,并且在大气温度的正常变化下保持几乎恒定的尺寸。

在镍铁基体中加入钴可产生具有低膨胀系数、恒定弹性模量和高强度的合金。

电阻合金。几种基于镍或含镍量高的合金系统用于仪器和控制设备,以测量和调节电气特性(电阻合金),或用于炉子和电器以产生热量(加热合金)。

含镍电阻合金的类型包括:

含镍2%至45%的Cu-Ni合金

含镍35%至95%的Ni-Cr-Al合金

含镍35%至60%的Ni-Cr-Fe合金

含镍70%至80%的Ni-Cr-Si合金

含镍电阻加热合金的类型包括:

含 65% 至 80% 镍和 1.5% 硅的 Ni-Cr 合金

Ni-Cr-Fe合金,含35%至70%的镍,1.5%的Si + l%Nb的镍铬合金

软磁合金。Fe-Ni体系中已经开发了两大类磁软材料。高镍合金(约79%的镍和4%至5%的钼;钡铁)具有高初始磁导率和低饱和感应。

形状记忆合金。在适当的加热计划下能够恢复到其先前定义的形状的金属材料被称为形状记忆合金。镍钛合金(50Ni-50Ti)是为数不多的具有重要商业意义的形状记忆合金之一。

商业镍和镍合金

镍和镍基合金的商业形式是完全奥氏体的,主要因其耐高温和耐水腐蚀而被使用/选择。

商业纯度和低合金镍。镍以粉末、球团或阳极形式供应给镍合金生产商。这导致了一系列合金改性,其受控成分的镍含量范围从约94%到几乎100%。

这些材料的特点是密度高,具有磁性和电子特性。它们还具有出色的耐腐蚀性,可适应还原环境,并具有合理的传热特性。一些具有商业重要性的镍包括:镍 200、镍 201、镍 205、镍 270 和 290、永镍合金 300、硬镍合金 301。

镍铜合金已被发现在还原化学环境和海水中具有出色的耐腐蚀性,它们在核潜艇和各种水面舰艇中提供出色的服务。通过改变合金中镍和铜的不同比例,可以产生一系列具有不同电阻率和居里点的合金。一些具有商业重要性的镍铜合金包括:合金 400(66% 镍,33% 铜)、合金 R-405、合金 K-500。

镍铬和镍铬铁系列合金引领了更高的强度和耐高温性。今天,它们也构成了商业和军事电力系统的基础。最早开发的两种Ni-Cr和Ni-Cr-Fe合金是:

合金600(76Ni-15Cr-8Fe)。

镍合金(80Ni-20Cr + Ti/Al)。

一些高温变体包括:

合金 601。通过添加铝和硅,降低镍含量 (61%),以提高抗氧化性和抗氮化性

合金 718。钛和铌的添加,以克服焊接和焊缝修复过程中的应变开关。

Ni-Cr-Fe 系统中的一些耐腐蚀变体包括:

合金 625.添加 9% 的 Mo 和 3% Nb 可同时提供耐高温和湿腐蚀;抗点蚀和缝隙腐蚀

合金G3/G30(Ni-22Cr-19Fe-7Mo-2Cu)。这些合金中钼含量的增加改善了点蚀和缝隙腐蚀性

合金C-22(Ni-22Cr-6Fe-14Mo-4W)。在氧化性氯化物、湿氯和其他严重腐蚀性环境中具有优异的耐腐蚀性

合金 C-276(17% 钼加 3.7W)。良好的耐海水腐蚀性和优异的抗点蚀和缝隙腐蚀性能

合金 690(添加 27% Cr)。优异的抗氧化性和耐硝酸性;指定用于通过玻璃体封装法处理核废料

铁-镍-铬合金。该系列合金在高温石化环境中也得到了广泛的应用,其中含硫原料(石脑油和重油)被裂解成组分馏分。它们不仅耐氯离子应力腐蚀开裂,而且还具有抗聚亚硫酸开裂性。一些具有商业重要性的合金包括:

合金800(Fe-32Ni-21Cr)

合金800HT

合金 801

合金 802

合金825

合金 925.在 825 组合物中添加钛和铝,通过时效硬化进行强化。

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