小陳畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、鎳基和鐵鎳耐蝕合金綜述姓名：小陳學(xué)號(hào)：353100455專業(yè)：材料成型與控制班級(jí)：材料3101指導(dǎo)教師:袁穎，蔣清亮學(xué)校：西安理工大學(xué)內(nèi)容提要及關(guān)鍵詞隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的深入發(fā)展，中國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展導(dǎo)致在電力、石油、化工以及其他民用工業(yè)中對(duì)高溫耐蝕合金的需求不斷提高。我國自1956年生產(chǎn)第一爐高溫合金以來已有五十多年的歷史。長期以來大部分高溫合金用于航空及航天工業(yè)，然而，近年來民用高溫耐蝕合金的需求已超過國內(nèi)目前可提供的產(chǎn)能，而不得不依靠進(jìn)口，鎳基和鐵鎳耐蝕合金的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大，因此對(duì)它們的性能的要求也就至關(guān)重要。本篇論文較為詳細(xì)的介紹了鎳基和鐵鎳耐蝕合金的發(fā)展概況及應(yīng)用現(xiàn)狀，同時(shí)簡要

2、分析了各類合金的成分特點(diǎn)，主要合金元素的作用，不同元素的特性，并參考文獻(xiàn)資料說明了鎳基和鐵鎳耐蝕合金的焊接特點(diǎn)及熱處理特點(diǎn)，同時(shí)給出了各種焊接時(shí)容易出現(xiàn)的問題及對(duì)策，同時(shí)從鎳的特性出發(fā)列舉了包括杜拉鎳301，鎳銅耐蝕合金，鎳鉻耐蝕合金，鎳鉬耐蝕合金，鎳鉻鉬耐蝕合金，鎳鉻鉬銅耐蝕合金等各類鎳基耐蝕合金作用及工藝特性， 關(guān)鍵詞：鎳基 鐵鎳耐蝕合金 目 錄一 鎳基和鐵鎳耐蝕合金概述4（一）.鎳基和鐵鎳耐蝕合金定義.4（二）.鎳基和鐵鎳耐蝕合金分類.4（三）.主要合金元素及其作用.4（四）.鎳基和鐵鎳耐蝕合金的的發(fā)展.51.鎳基合金的發(fā)展.52.鐵鎳耐蝕合金的發(fā)展.6二純鎳及其特性.7（一）.純鎳簡介

3、.7（二）.鎳及其特性.8三典型鎳基和鐵鎳合金.9（一）.杜拉鎳.9（二）.鎳銅耐蝕合金Ni68Cu28Fe/Monel400合金的成分和組織性能.91化學(xué)成分和組織特點(diǎn).102耐蝕性能.10（1）.大氣腐蝕.10（2）.水腐蝕.10（3）.高溫腐蝕.。.103.銅鎳合金.11（三）.鎳鉻耐蝕合金.11（四）. 鎳鉬耐蝕合金.11(五).鎳鉻鉬耐蝕合金.11 1.耐全面腐蝕性能.13 2.耐晶間腐蝕性能.13 3.耐孔蝕和縫隙腐蝕性能.13 4.耐應(yīng)力腐蝕性能.13（六）.鎳鉻鉬銅耐蝕合金.14（七）.鐵鎳基耐蝕合金.15四鎳基和鐵鎳耐蝕合金的焊接特點(diǎn)及熱處理特點(diǎn).15（一）.鎳基和鐵鎳耐蝕合

4、金焊條.15（二）.鎳基和鐵鎳耐蝕合金的焊接特點(diǎn).181. 易產(chǎn)生焊接熱裂紋.182. 液態(tài)金屬流動(dòng)性差，焊縫熔深淺.19（三）. 鎳基和鐵鎳耐蝕合金熱處理特點(diǎn).191.熱處理溫度及析出相對(duì)鎳基合金腐蝕性能的影響.192.鎳基高溫合金的熱處理.20五鎳基和鐵鎳耐蝕合金焊接時(shí)容易出現(xiàn)的問題及對(duì)策.21（一）.鎳基合金的焊接工藝.21（二）. 鎳基、鐵鎳基耐蝕合金的焊接工藝及控制要點(diǎn).21六參考文獻(xiàn).22鎳基和鐵鎳耐蝕合金綜述一 鎳基和鐵鎳耐蝕合金概述 （一）.鎳基和鐵鎳耐蝕合金定義鎳基合金包括耐蝕合金和高溫合金，一種是在一般常溫腐蝕介質(zhì)工作，稱為耐蝕合金。而另一種是在高溫600以上工作，抵御高溫

5、氧化腐蝕等，成為高溫合金；以鎳為基體,含鎳大于50，具有一定的高溫強(qiáng)度等綜合性能并且能夠耐氧化或水容易介質(zhì)腐蝕的合金,稱為鎳基耐蝕合金。與之對(duì)應(yīng)的,將含鎳大于30,且含鎳加鐵大于50的耐蝕合金,習(xí)慣上稱為鐵鎳基耐蝕合金。 （二）.鎳基和鐵鎳耐蝕合金分類鎳基耐蝕合金多具有奧氏體組織。在固溶和時(shí)效處理狀態(tài)下，合金的奧氏體基體和晶界上還有金屬間相和金屬的碳氮化物存在，各種耐蝕合金按成分分類及其特性如下：Ni-Cu合金 在還原性介質(zhì)中耐蝕性優(yōu)于鎳,而在氧化性介質(zhì)中耐蝕性又優(yōu)于銅，它在無氧和氧化劑的條件下，是耐高溫氟氣、氟化氫和氫氟酸的最好的材料（見金屬腐蝕）。Ni-Cr合金 主要在氧化性介質(zhì)條件下使用

6、?？垢邷匮趸秃颉⑩C等氣體的腐蝕，其耐蝕性隨鉻含量的增加而增強(qiáng)。這類合金也具有較好的耐氫氧化物（如NaOH、KOH）腐蝕和耐應(yīng)力腐蝕的能力。Ni-Mo合金 主要在還原性介質(zhì)腐蝕的條件下使用。它是耐鹽酸腐蝕的最好的一種合金，但在有氧和氧化劑存在時(shí)，耐蝕性會(huì)顯著下降。Ni-Cr-Mo(W)合金 兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化還原混合介質(zhì)條件下使用。這類合金在高溫氟化氫氣中、在含氧和氧化劑的鹽酸、氫氟酸溶液中以及在室溫下的濕氯氣中耐蝕性良好。Ni-Cr-Mo-Cu合金 具有既耐硝酸又耐硫酸腐蝕的能力，在一些氧化-還原性混合酸中也有很好的耐蝕性。由于鐵鎳基耐蝕合金主要用于耐

7、蝕用途且它們的耐蝕性能主要由化學(xué)成分所決定，所以鐵鎳基耐蝕合金系按其化學(xué)成分的特點(diǎn)來分類，主要有Ni-Fe-Cr、Ni-Fe-Cr-Mo和Ni-Fe-Cr-Mo-Cu三類.（三）.主要合金元素及其作用主要合金元素有鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、硼、鋯等。其中Cr，Ai等主要起抗氧化作用，其他元素有固溶強(qiáng)化，沉淀強(qiáng)化與晶界強(qiáng)化等作用。硼、硅元素的作用：顯著降低合金熔點(diǎn)，擴(kuò)大固液相線溫度區(qū)，形成低熔共晶體；脫氧還原作用和造渣功能；對(duì)涂層的硬 化、強(qiáng)化作用；改善操作工藝性能銅元素的作用：提高對(duì)非氧化性酸的耐蝕性鉻元素的作用：固溶強(qiáng)化作用、鈍化作用；提高耐蝕性能和抗高溫氧化性能；富余的鉻容易與碳、硼形成碳化

8、鉻、硼化鉻硬質(zhì)相從而提高合金硬度和耐磨性鉬元素的作用：原子半徑大，固溶后使晶格發(fā)生大的畸變，顯著強(qiáng)化合金基體，提高基體的高溫強(qiáng)度和紅硬性；可以切斷、降低涂層中的網(wǎng)狀組織；提高抗氣蝕、沖蝕能力。（四）.鎳基和鐵鎳耐蝕合金的的發(fā)展1.鎳基合金的發(fā)展鎳基合金在許多的領(lǐng)域中，比如：（1）、海洋：海域環(huán)境的海洋構(gòu)造物，海水淡化，海水養(yǎng)殖，海水熱交換等。（2）、環(huán)保領(lǐng)域：火力發(fā)電的煙氣脫硫裝置，廢水處理等。（3）、能源領(lǐng)域：原子能發(fā)電，煤炭的綜合利用，海潮發(fā)電等。（4）、石油化工領(lǐng)域：煉油，化學(xué)化工設(shè)備等。（5）、食品領(lǐng)域：制鹽，醬油釀造等。在以上的眾多領(lǐng)域中，普通不銹鋼304是無法勝任的，在這些特殊的領(lǐng)

9、域中，特種不銹鋼是不可缺少的，也是不可被替代的。近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)達(dá)，隨著工業(yè)領(lǐng)域的層次的不斷提高，越來越多的項(xiàng)目需要檔次更高的不銹鋼。隨著各行業(yè)對(duì)鎳基合金需求量的增長。2011年我國鎳基合金市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到230.7億元，同比增長率19.47%。因此，行業(yè)發(fā)展水平處于穩(wěn)步上升趨勢(shì)。圖表 1：2007-2011年中國鎳基合金市場(chǎng)規(guī)模與增長分析 單位：億元 鎳原料主要集中在我國西部地區(qū)由于受到原材料、物流等因素的影響，鎳生產(chǎn)加工企業(yè)為了節(jié)約成本大多集中在我國西部地區(qū)。因此，從下圖可得我國鎳基合金市場(chǎng)主要都*。主要由于近年來東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)工業(yè)發(fā)展速度較快。預(yù)計(jì)未來幾年，我國*地區(qū)將會(huì)是鎳基合金生

10、產(chǎn)主要聚集地。圖表 2：2011年我國鎳基合金行業(yè)區(qū)域分布結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)來源：中安顧問 2.鐵鎳耐蝕合金的發(fā)展1905年美國生產(chǎn)的Ni-Cu合金(Monel合金Ni 70 Cu30)是最早的鎳基耐蝕合金。1914年美國開始生產(chǎn)Ni-Cr-Mo-Cu型耐蝕合金(Illium R)，1920年德國開始生產(chǎn)含Cr約15、Mo約7的Ni-Cr-Mo型耐蝕合金。70年代各國生產(chǎn)的耐蝕合金牌號(hào)已近50種。其中產(chǎn)量較大、使用較廣的有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,共十多種牌號(hào)。中國在50年代開始研制鎳基和鐵

11、鎳基耐蝕合金，到70年代末，已有十多種牌號(hào)。鎳的應(yīng)用是由鎳的抗腐蝕性能決定的，合金中添加鎳可增強(qiáng)鎳的抗腐蝕性能。不銹鋼與合金生產(chǎn)領(lǐng)域是鎳的最大應(yīng)用領(lǐng)域。合金中加入鎳的用途：蒙乃爾高強(qiáng)度耐蝕鎳銅錳鐵合金(Ni，Cu，F(xiàn)e，Mn)在化學(xué)設(shè)備、造船業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，還用于制造沉淀池和蓋等；全球約2/3的鎳用于生產(chǎn)不銹鋼，因此不銹鋼行業(yè)對(duì)鎳消費(fèi)的影響居第1位。目前全球有色金屬中，鎳的消費(fèi)量僅次于銅、鋁、鉛、鋅，居有色金屬第5位。 2005年我國產(chǎn)鎳9.53 萬噸, 比上年增長26.29%;2005年我國鎳礦金屬含量5.99 萬噸, 比上年下降5.39%;2006年鎳精礦含鎳量1-8月份累計(jì)產(chǎn)量為4.65

12、噸，同比增加了14.69%，我國電解鎳1-8月份累計(jì)產(chǎn)量為6.33萬噸，同比下降了3.1,我國鎳金屬外貿(mào)進(jìn)出口逆差繼續(xù)擴(kuò)大，2005年我國鎳產(chǎn)品進(jìn)口額22.67 億美元, 同比增長76.5%；同期鎳出口額2.64 億美元,增長19.9%;2005 年鎳產(chǎn)品外貿(mào)逆差20.0 億美元；可見2006年我國鎳礦供應(yīng)能力繼續(xù)下降，鎳的冶煉商為了保障生產(chǎn)繼續(xù)承當(dāng)高價(jià)的鎳礦。2005年LME 鎳價(jià)總體在高價(jià)位上徘徊, 全年現(xiàn)貨平均價(jià)為14738 美元/噸, 三個(gè)月期貨價(jià)為14553 美元/噸, LME 年均鎳價(jià)創(chuàng)下1980 年以來的新高。全年最高價(jià)為16875 美元/噸, 最低價(jià)為11450 美元/噸。國內(nèi)

13、市場(chǎng)鎳價(jià), 最高達(dá)到15.5 萬元/噸, 最低為11.5 萬元/噸, 國際國內(nèi)市場(chǎng)的鎳價(jià)走勢(shì)基本一致，從2006年最近國際鎳價(jià)行情來看，鎳價(jià)已經(jīng)觸及每噸31500美元的新高，對(duì)比2006年初約每噸11500美元，行情非常吸引眼球。 金屬鎳屬于全球范圍內(nèi)的緊缺資源，世界上只有少數(shù)幾個(gè)國家有比較豐富的鎳資源，我國是個(gè)鎳、鉻資源短缺的國家，不銹廢鋼也很少。鎳資源嚴(yán)重不足已經(jīng)成為我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。由于需求的劇增，我國對(duì)進(jìn)口鎳的依賴度明顯增強(qiáng)，2001年進(jìn)口所占消費(fèi)的比率為44.61%，2004年增至53.33%，2005年達(dá)到60%。未來全球鎳需求增長的70%以上將源自我國。由于中國的不銹鋼生

14、產(chǎn)增加，在2007-2008年國際鎳價(jià)將由于供不應(yīng)求而繼續(xù)上升，至少未來2年供應(yīng)將很緊張。市場(chǎng)條件：國內(nèi)鎳合金市場(chǎng)需求迅速增加，發(fā)展前景良好，而目前國內(nèi)鎳合金帶材加工行業(yè)處于老產(chǎn)業(yè)和新產(chǎn)業(yè)更替階段，市場(chǎng)機(jī)遇良好。國內(nèi)鎳合金加工水平整體落后，體現(xiàn)在工藝技術(shù)、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模等方面，國家急需的電子電工行業(yè)鎳合金帶材、工業(yè)建設(shè)鎳合金板材等，目前大部分依賴國外進(jìn)口，受到國外制約。因此，全面提升鎳合金加工水平、加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步顯得非常緊迫，這是國家對(duì)鎳合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，也是加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必需。二 純鎳及其特性（一）.純鎳簡介鎳是一種化學(xué)元素?；瘜W(xué)符號(hào)Ni，原子序數(shù)28，原子量58

15、.69，屬周期系族。古代埃及、中國和巴比倫人都曾用含鎳量很高的隕鐵制作器物，中國古代云南生產(chǎn)的白銅中含鎳量就很高。1751年瑞典A.F.克龍斯泰德用木炭還原紅鎳礦制得金屬鎳，其英文名稱來源于德文Kupfernickel，含義是假銅。鎳在地殼中的含量為0.018，主要礦物有鎳黃鐵礦(Ni，F(xiàn)e)9S8、硅鎂鎳礦（Ni，Mg）SiO3nH2O、針鎳礦或黃鎳礦（NiS）、紅鎳礦（NiAs）等。海底的錳結(jié)核中鎳的儲(chǔ)量很大，是鎳的重要遠(yuǎn)景資源。鎳是銀白色金屬，熔點(diǎn)1455，沸點(diǎn)2730，密度8.90克厘米3。有鐵磁性和延展性，能導(dǎo)電和導(dǎo)熱。常溫下，鎳在潮濕空氣中表面形成致密的氧化膜，不但能阻止繼續(xù)被氧化

16、，而且能耐堿、鹽溶液的腐蝕。塊狀鎳不會(huì)燃燒，細(xì)鎳絲可燃，特制的細(xì)小多孔鎳粒在空氣中會(huì)自燃。加熱時(shí)，鎳與氧、硫、氯、溴發(fā)生劇烈反應(yīng)。細(xì)粉末狀的金屬鎳在加熱時(shí)可吸收相當(dāng)量的氫氣。鎳能緩慢地溶于稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸，但在發(fā)煙硝酸中表面鈍化。鎳的氧化態(tài)為1、1、2、3、4 ，簡單化合物中以2價(jià)最穩(wěn)定，3價(jià)鎳鹽為氧化劑。鎳的氧化物有NiO和Ni2O3。氫氧化鎳Ni(OH)2為強(qiáng)堿，微溶于水，易溶于酸。硫酸鎳（NiSO4）能與堿金屬硫酸鹽形成礬Ni(SO4)26H2O(MI為堿金屬離子)。2價(jià)鎳離子能形成配位化合物。在加壓下，鎳與一氧化碳能形成四羰基鎳Ni（CO）4，加熱后它又會(huì)分解成金屬鎳和一氧化碳。

17、鎳的制法有：電解法。將富集的硫化物礦焙燒成氧化物，用炭還原成粗鎳，再經(jīng)電解得純金屬鎳。羰基化法。將鎳的硫化物礦與一氧化碳作用生成四羰基鎳，加熱后分解，又得純度很高的金屬鎳。氫氣還原法。用氫氣還原氧化鎳，可得金屬鎳。鎳大部分用于制造不銹鋼和抗腐蝕合金。鎳還大量用于鍍鎳。鎳銅合金用于電阻合金、熱交換器和冷凝器管道。鎳鉻鐵合金用于制造蒸氣葉輪機(jī)和電熱絲。在化學(xué)工業(yè)中鎳用作加氫反應(yīng)的催化劑。（二）.鎳及其特性鎳；近似銀白色、硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬元素,它能夠高度磨光和抗腐蝕。溶于硝酸后，呈綠色。主要用于合金(如鎳鋼和鎳銀)及用作催化劑(如拉內(nèi)鎳,尤指用作氫化的催化劑) nickel元素符號(hào)Ni

18、。 鎳具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和延展性，難熔、在空氣中不氧化的特性。常溫下在潮濕空氣中表面形成致密的氧化膜，能阻止本體金屬繼續(xù)氧化。鹽酸、硫酸、有機(jī)酸和堿性溶液對(duì)鎳的浸蝕極慢。鎳在稀硝酸緩慢溶解。強(qiáng)硝酸能使鎳表面鈍化而具有抗腐蝕性。鎳同鉑、鈀一樣，鈍化時(shí)能吸大量的氫，粒度越小，吸收量越大。鎳的重要鹽類為硫酸鎳和氯化鎳。金屬鎳主要用于電鍍工業(yè)，鍍鎳的物品美觀、干凈、又不易銹蝕。極細(xì)的鎳粉，在化學(xué)工業(yè)上常用作催化劑。鎳大量用于制造合金。在鋼中加入鎳，可以提高機(jī)械強(qiáng)度。如鋼中含鎳量從294%增加到了7.04%時(shí)，抗拉強(qiáng)度便由522公斤/毫米2增加到728公斤/毫米2。鎳鋼用來制造機(jī)器承受較大壓力、承受沖擊

19、和往復(fù)負(fù)荷部分的零件，如渦輪葉片、曲軸、連桿等。含鎳36%、含碳0.3-05%的鎳鋼，它的膨脹系數(shù)非常小，幾乎不熱脹冷縮，用來制造多種精密機(jī)械，精確量規(guī)等。含鎳46%、含碳015%的高鎳鋼，叫“類鉑”，因?yàn)樗呐蛎浵禂?shù)與鉑、玻璃相似，這種高鎳鋼可熔焊到玻璃中。在燈泡生產(chǎn)上很重要，可作鉑絲的代用品。一些精密的透鏡框，也用這種類鉑鋼做，透鏡不會(huì)因熱脹冷縮而從框中掉下來。由675%鎳、16%鐵、15%鉻、15%錳組成的合金，具有很大的電阻，用來制造各種變阻器與電熱器。鈦鎳合金具有“記憶”的本領(lǐng)，而且記憶力很強(qiáng)，經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間，重復(fù)上千萬次都準(zhǔn)確無誤。它的“記憶”本領(lǐng)就是記住它原來的形狀，所以人們稱

20、它為“形狀記憶合金”。原來這種合金有一個(gè)特性轉(zhuǎn)變溫度，在轉(zhuǎn)變溫度之上，它具有一種組織結(jié)構(gòu)，而在轉(zhuǎn)變溫度之下，它又有另一種組織結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)不同，性能也就不同。例如：一種鈦鎳記憶合金，當(dāng)它在轉(zhuǎn)變溫度之上時(shí)，很堅(jiān)硬，強(qiáng)度大，而在這個(gè)溫度以下，它卻很軟，容易冷加工。這樣，當(dāng)我們需要它記憶什么形狀時(shí)，就把它做成那種形狀，這就是它的“永久記憶“形狀，在轉(zhuǎn)變溫度以下，由于它很軟，我們便可以在相當(dāng)大的程度內(nèi)使其任意變形。而當(dāng)需要它恢復(fù)到原來形狀時(shí)，只要把它加熱到轉(zhuǎn)變溫度以上就行了。鎳具有磁性，能被磁鐵吸引。而用鋁、鈷與鎳制成的合金，磁性更強(qiáng)了。這種合金受到電磁鐵吸引時(shí)，不僅自己會(huì)被吸過去，而且在它下面吊了比它重

21、六十倍的東西，也不會(huì)掉下來。這樣，可以用它來制造電磁起重機(jī)。鎳的鹽類大都是綠色的。氫氧化鎳是棕黑色或者綠色的，氧化鎳則是灰黑色的。氧化鎳常用來制造鐵鎳堿性蓄電池。氫氧化鎳常作為鎳氫、鎳鎘電池的正極材料。二價(jià)鎳離子常用丁二酮肟來鑒定，在氨性溶液中，鎳離子(Ni2+)與丁二酮肟(Dimethylglyoxime)生成鮮紅色沉淀(Ni(dmgH)2)。三 典型鎳基和鐵鎳合金（一）.杜拉鎳dura nickel alloy一種變形鎳合金。含有93.90鎳和鈷，4.5鋁及少量鈦、銅、硅、鐵、錳或碳等元素?？梢酝ㄟ^熱處理強(qiáng)化。具有很高的強(qiáng)度和良好的耐蝕性，易壓力加工。主要用作彈簧、儀表零件和捕魚工具等。杜

22、拉鎳301性能及用途良好,在980C 以下具有良好的耐腐蝕和抗氧性能,同時(shí)還具有較高的強(qiáng)度,在低溫環(huán)境中有優(yōu)異的機(jī)械性能。主要用于：制造航空艦艇和工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)的咼輪葉片,導(dǎo)向葉片,制造航天飛行器,火箭發(fā)動(dòng)機(jī),核反應(yīng)堆,石油化工設(shè)備。（二）.鎳銅耐蝕合金Ni68Cu28Fe/Monel400合金的成分和組織性能Monel400合金是一種用量最大、用途最廣泛、綜合性能最佳的耐腐蝕鎳銅合金，其化學(xué)成分主要由 30%Cu 和 65%Ni 加少量的Fe(1%-2%)所組成。由于化學(xué)成分上的差異，它又可以有多種合金牌號(hào)，但是他們之間在耐蝕性上并沒有顯著差別。Monel400合金比純鎳更耐還原性介質(zhì)的腐蝕

23、，而較純銅更耐氧化性介質(zhì)的腐蝕。Monel400合金的化學(xué)元素成分： C: 0.3 ，Si: 0.50，Mn: 2.0, Ni: 63， Cu: 2834 , S: 0.024 , Fe 2.5 , 單位： % 1化學(xué)成分和組織特點(diǎn) Monel400 合金的化學(xué)成分主要由30%Cu和65%Ni加上少量的Fe(1%-2%)所組成。組織結(jié)構(gòu)為典型單相奧氏體組織。由于鎳和銅可以任何比例互溶，故一般沒有金屬間相析出。在金相顯微鏡下非浸蝕條件觀察此合金的組織，可見奧氏體基體上有非常彌散的非金屬雜夾物，例如硫化物和硅酸鹽。在某些條件下，也可觀察到有碳化物存在。2耐蝕性能 前面已經(jīng)提到鎳銅合金較純鎳更耐還原

24、性介質(zhì)的腐蝕，而較純銅更耐氧化性介質(zhì)的腐蝕。Monel400合金也不例外，由于Ni68Cu28Fe合金是呈單相奧氏體組織，因此，此合金不存在由于復(fù)相合金不同相間電偶反應(yīng)而引起的腐蝕。（1）.大氣腐蝕 在大氣中，Ni68Cu28Fe合金具有極高的耐腐蝕性，屬于極耐腐蝕的合金。（2）.水腐蝕 目前許多工業(yè)合金，例如不銹鋼和鋁合金等，在工業(yè)水腐蝕所遇到最為頭疼的問題就是點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕。即使它們耐一般腐蝕性能非常好，但是一旦遇到水腐蝕，選擇不銹鋼和鋁合金時(shí)就要慎重對(duì)待。但是，Monel400合金在多少水腐蝕情況下，不僅耐腐蝕性極佳，而且點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕等也很少發(fā)現(xiàn)。在天然水和蒸餾水中，Monel400合

25、金是極耐腐蝕，腐蝕速率一般 小于0.025mm/a(包括不同溫度、不同流速和充入空氣的許多苛刻的條件）在酸性含氧化性鹽類的礦漿水中，對(duì)Monel400合金的腐蝕會(huì)加重，但仍屬于耐蝕材料之列。在核反應(yīng)堆高純水條件下，Monel400合金腐蝕速率比普通的Ni-Cr合金0Cr15Ni75Fe和含鈮不銹鋼0Cr18Ni11Nb高出2-3倍。 在蒸汽和水共存的條件下，例如在冷凝器中，如果有二氧化碳和空氣存在，Ni68Cu28Fe合金在氣相中將有明顯的腐蝕。試驗(yàn)表明，氣相中含有70%二氧化碳和30%空氣，71的蒸汽冷凝時(shí)，Ni68Cu28Fe合金的腐蝕速率可達(dá)1.5mm/a，當(dāng)氣相中的二氧化碳和空氣的比例

26、有變化時(shí)，此合金的腐蝕速率則有所降低，在天然和人造海水中，Ni68Cu28Fe合金有優(yōu)良的耐蝕性。在有空蝕-磨蝕條件下，此合金的耐蝕性更為優(yōu)越。因此，它可以制造螺旋槳和軸、泵軸、冷凝器傳熱管和葉輪等。在海水中，Monel400合金的另一個(gè)重要用途是制造采油平臺(tái)飛濺區(qū)防海水腐蝕的結(jié)構(gòu)部件。Monel400合金在強(qiáng)攪動(dòng)，有空氣存在的海水中，其腐蝕速率一般不超過0.026mm/a。但是在靜止的海水中，Monel400合金易產(chǎn)生點(diǎn)蝕，而此種點(diǎn)蝕擴(kuò)展確很慢，幾年后其深度也不會(huì)超過1.3mm。（3）.高溫腐蝕 在空氣和氧中的試驗(yàn)表明，Monel400合金的抗氧化能力要低于純鎳。此時(shí)，合金表面氧化膜的外層含

27、有CuO和Cu2O,而內(nèi)層富鎳，基本上市純氧化鎳。Monel400合金在空氣中連續(xù)工作的溫度一般認(rèn)為是在600左右。在高溫蒸汽中，（無論是干的還是濕的蒸汽），Monel400合金的使用溫度要低于485。在高流速的蒸汽中，Monel400合金的耐沖蝕性也很好。受應(yīng)力的Monel400合金在溫度高于455蒸汽中會(huì)產(chǎn)生沿晶脆化，此種現(xiàn)象尤以474和500尤為明顯。這也是確定此合金用于蒸汽中上限溫度的主要依據(jù)。在150-250干蒸汽中，試驗(yàn)1000-1150h，Monel400合金的腐蝕率為0.026mm/a。3.銅鎳合金銅鎳合金，含有銅Cu 跟鎳Ni，有金屬光澤，又名白銅。銅鎳之間彼此可無限固溶，從

28、而形成連續(xù)固溶體，即不論彼此的比例多少，而恒為-單相合金。當(dāng)把鎳熔入紅銅里D200，含量超過16以上時(shí)，產(chǎn)生的合金色澤就變得相對(duì)近白如銀，鎳含量越高，顏色越白，但是，畢竟與銅融合，只要鎳含量比例不超過70%，肉眼都會(huì)看到銅的黃色。通常白銅中鎳的含量一般為25%。（三）.鎳鉻耐蝕合金鉻合金具有高強(qiáng)度和抗腐蝕性，與鐵和鎳組成的合金俗稱不銹鋼。 常用于切削工具；用噴鍍、沉積和高溫?cái)U(kuò)散等方法在鋼或鐵的表面形成抗腐蝕合金層；重鉻酸鉀和重鉻酸鈉是有機(jī)合成和石油工業(yè)中的強(qiáng)氧化劑；鉻黃、鉻橙、鉻綠等可用作無機(jī)顏料。 交警使用的酒精檢測(cè)其中的顯色物質(zhì)就是重鉻酸根。酒精可與其作用使其顯色。 鎳鉻合金還可用于制實(shí)驗(yàn)

29、室用電阻。 高電阻電熱合金（高鎳及鐵鉻鋁）、高溫合金、精密合金、耐熱合金、特種合金、不銹鋼等都是常見和常用的鎳鉻合金. 在長度，橫截面積一定時(shí)，溫度越低，鎳鉻合金的電阻越大，這與一般的規(guī)律是相反的。（四）. 鎳鉬耐蝕合金Ni-Mo合金 主要在還原性介質(zhì)腐蝕的條件下使用。它是耐鹽酸腐蝕的最好的一種合金，但在有氧和氧化劑存在時(shí)，耐蝕性會(huì)顯著下降。(五).鎳鉻鉬耐蝕合金由于合金以鎳為基，且含Cr,Mo(W)量高，故此合金既耐氧化性酸，又耐還原性酸，還耐氧化-還原復(fù)合酸介質(zhì)。它們?cè)诟珊蜐衤葰庵?，在亞硫酸，次氯酸鹽，醋酸，甲酸，強(qiáng)氧化性鹽溶液（如氯化鐵，氯化銅）中是相當(dāng)耐蝕的，在650C以上的氟化氫氣體

30、中也很耐蝕。同時(shí)還具有優(yōu)良的耐局部腐蝕性，特別是耐氯化物孔蝕，縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕的性能優(yōu)良。在海水長期（十年）掛片表明，此類合金不產(chǎn)生孔蝕和縫隙腐蝕。此類合金還具有良好的室溫和高溫機(jī)械性能。因此，在使用中既要求有良好的耐蝕性，又要求有良好的彈性或高溫機(jī)械性能時(shí)，此類合金也特別適用?；瘜W(xué)成分：下面列出了Cr16Ni基Mo16型各種常用耐蝕合金的化學(xué)成分。其中00Cr16Ni60Mo16W4(NS-33)是在0Cr15Ni60Mo16W4合金基礎(chǔ)上降低碳量發(fā)展來的。000Cr16Ni63Mo16則是00Cr15Ni60Mo16Mo4降碳，降鐵，去鎢，加穩(wěn)定化元素鈦而發(fā)展來的?；瘜W(xué)成分不斷改進(jìn)的主要

31、目的是提高該合金的耐晶間腐蝕性能。00Cr18Ni60Mo17(NS-32)則是為了耐苛刻介質(zhì)條件下的孔蝕而研制的。 表1-Cr16Ni基Mo16型合金的化學(xué)成分（%） 牌 號(hào)CSiMnCrNiMoFeTiWVSP0Cr15Nii60Mo16W400Cr16Ni60Mo17W400Cr15Ni60Mo16W4000Cr16Ni63Mo1600Cr17Ni60Mo17=0.08=0.03=0.02=0.015=0.03=1.0=0.70=0.08=0.08=0.70=1.0=1.0=1.0=1.0=1.014.516.5151714.51714171719基基基基基151716181517141

32、7161847=7.047=3.0=1.0-=0.70-3.04.53.04.53.04.0-=0.35-=0.35-=0.02=0.02=0.03=0.03=0.02=0.03=0.03=0.04=0.04=0.03機(jī)械性能：見下表表2-Cr16Ni基Mo16合金的機(jī)械性能合金牌號(hào)試樣狀態(tài)試驗(yàn)溫度CbMPa0.2MPa5%00Cr15Ni60Mo16W4鍛材，1200C水冷態(tài)帶材（0.5mm)，1200C水冷后再經(jīng)1516%平整態(tài)鍛材，1200C水冷態(tài)室溫室溫5506509001000110012009001079116774365431317889.247.1-696735-43.4334

33、859.253.080.253.371.986.652.9-57.944.555.452.356.357.000Cr16Ni60Mo16W4板材，2mm，1210C水冷態(tài)板材，4.825.4mm，1210C水冷態(tài)室溫204316427204316427538792694681650682650631601-61.059.068.067.061.066.060.059.0-00Cr16Ni63Mo16板材，1.65mm，1066C水冷態(tài)板材，3.18mm，1066C水冷態(tài)室溫204316427室溫204316427768706675656801678672644-52.049.052.064.0

34、54.054.059.062.0-0Cr15Ni60Mo16W4棒材，固溶態(tài)室溫834-50.0-耐腐蝕性能： 鎳鉻鉬耐蝕合金具有優(yōu)良的耐蝕性。1. 耐全面腐蝕性能由于Cr,Mo的加入進(jìn)一步提高了鉬在還原性，氧化性酸介質(zhì)以及氧化-還原復(fù)合介質(zhì)中的鈍化能力，從而耐蝕性顯著提高。2. 耐晶間腐蝕性能該合金耐晶間腐蝕性能不同，它們對(duì)晶間腐蝕的敏感程度不同是上述所述合金間性能上的主要區(qū)別。一般來說，它們的耐晶間腐蝕性能具有下述次序：0Cr15Ni60Mo16W4 00Cr16Ni60Mo16W4和00Cr17Ni60Mo17 00Cr15Ni60Mo16W4 =50%，而鐵-鎳基耐蝕合金的含鎳量則處于

35、它們之間，Ni=30%,Ni+Fe=50%。本站所涉及的高鎳耐蝕合金系指鐵鎳基和鎳基耐蝕合金。高鎳耐蝕合金的分類方法很多。例如，按化學(xué)成分分，按性能特點(diǎn)分，按用途分等。目前習(xí)慣使用的是按其主要化學(xué)成分來分類。主要有鎳銅，鎳鉻（鐵），鎳鉻鉬，鎳鉻鉬銅，鐵鎳鉻，鐵鎳鉬，鐵鎳鉻鉬，鐵鎳鉻鉬銅等。四 鎳基和鐵鎳耐蝕合金的焊接特點(diǎn)及熱處理特點(diǎn)（一）.鎳基和鐵鎳耐蝕合金焊條W107Ni低溫鋼焊條 說明:W107Ni是低氫鈉型藥皮含Ni的低溫鋼焊條，直流反接，可全位置焊接。由于焊縫含有5%左右的Ni，焊縫金屬具有良好的回火穩(wěn)定性。 用途:焊接06AlNbCuN、06MnNb及3.5Ni鋼結(jié)構(gòu)。W607 低溫

36、鋼焊條 E5015-G 說明:W607是低氫鈉型藥皮的含Ni的低溫鋼焊條，直流反接，可全位置焊接。在-60時(shí)焊縫金屬仍具有良好的沖擊韌性。 用途:焊接-60低溫鋼結(jié)構(gòu)，如13MnSi63、09MnNiNb、E36等。W607H 低溫鋼焊條 E5015-C1 E8015-C1 特征：超低氫鈉型低溫鋼焊條,可全位置焊，焊接工藝優(yōu)良，在-60時(shí)焊縫金屬仍具有良好的沖擊韌性。用途：焊接鋁鎮(zhèn)靜低溫鋼和含鎳2.5%低溫鋼壓力容器和焊接結(jié)構(gòu)。W707 低溫鋼焊條 說明:W707是低氫鈉型藥皮的低溫鋼焊條，直流反接，可全位置焊接。在-70時(shí)焊縫金屬仍具有良好的沖擊韌性。 用途:焊接-70工作的低溫鋼結(jié)構(gòu)，如0

37、9Mn2V、09MnTiCuRe等。W707Ni低溫鋼焊條 E5515-C1 E8015-C1 說明:W707Ni是低氫鈉型藥皮含Ni的低溫鋼焊條，直流反接，可全位置焊接。在-70時(shí)焊縫金屬仍具有良好的沖擊韌性。 用途:焊接-70工作的09Mn2V、06MnVAl和3.5Ni鋼等低溫結(jié)構(gòu)。W807 低溫鋼焊條 E5515-G 說明:W807是低氫鈉型藥皮含Ni的低溫鋼焊條，直流反接，可全位置焊接。在-80時(shí)焊縫金屬仍具有良好的沖擊韌性。 用途:焊接-80工作的1.5Ni鋼結(jié)構(gòu)。W907Ni低溫鋼焊條 E5515-C2 E8015-C2 說明:W907Ni是低氫鈉型藥皮含Ni的低溫鋼焊條，直流反

38、接，可全位置焊接。在-90時(shí)焊縫金屬仍具有良好的沖擊韌性。用途:焊接-90工作的3.5Ni的低溫用的低合金鋼結(jié)構(gòu)。W107 低溫鋼焊條 E5515-C2L E7015-C2L 特征：低氫鈉型含鎳低溫鋼焊條,直流反接，可全位置焊，在-90時(shí)焊縫金屬仍具有良好的沖擊韌性。用途：焊接-90工作的06AlNbGuN和3.5%Ni等低合金鋼核結(jié)構(gòu)。Ni102鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENi-0 說明：鈦鈣型藥皮的純鎳焊條，具有較好的力學(xué)性能及耐熱、耐腐蝕性，交、直流兩用，采用直流反接。用途：用于化工設(shè)備、食品工業(yè)，醫(yī)療器械制造中鎳基合金和雙金屬的焊接，也可用作異種金屬的過渡層焊條，具有良好的熔合性和

39、抗裂性。 Ni112鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENi-0 相當(dāng)于AWS：ENi-1 說明：鈦鈣型藥皮的純鎳焊條，具有較好的力學(xué)性能及耐熱、耐腐蝕性，交、直流兩用，采用直流反接。用途：用于化工設(shè)備、食品工業(yè)，醫(yī)療器械制造中鎳基合金和雙金屬的焊接，也可用作異種金屬的過渡層焊條，具有良好的熔合性和抗裂性。 Ni202鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENiCu-7 相當(dāng)于AWS：ENiCu-7 說明：鈦鈣型藥皮的Ni70Cu30蒙乃爾合金焊條，含適量的錳、鈮，具有較好的抗裂性，焊接時(shí)電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小，脫渣容易，焊接成形美觀，采用交流或直流反接，采用直流反接。用途：用于鎳銅合金與異種鋼的焊接，也可

40、用作過渡層堆焊材料。 Ni207鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENiCu-7 相當(dāng)于AWS：ENiCu-7 說明：低氫型蒙乃爾合金焊條，具有良好的抗裂性和焊接工藝性能。用途：用于焊接蒙乃爾合金焊條或異種鋼，也可用作過渡層堆焊材料。 Ni307鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENiCrMo-0 說明：低氫型Ni70Cr15耐熱耐蝕合金焊條，焊縫中有適量的鉬、鈮等合金元素，熔敷金屬具有良好的抗裂性，采用直流反接。用途：用于焊接有耐熱、耐蝕要求的鎳基合金，也可用于一些難焊合金、異種鋼的焊接及堆焊。 Ni307A鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENiCrFe-3 相當(dāng)于AWS：ENiCrFe-3 說明：低

41、氫型Ni70Cr15耐熱合金焊條，焊縫中有適量的錳、鈮等合金元素，熔敷金屬具有良好的抗裂性，采用直流反接。用途：用于焊接有耐熱、耐蝕要求的鎳基合金，如因康鎳600、601等，也可用于一些難焊合金、異種鋼的焊接及堆焊。 Ni307B鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENiCrFe-3 相當(dāng)于AWS：ENiCrFe-3說明：低氫型鎳鉻耐熱合金焊條，焊縫金屬中有適量的錳，采用直流反接。用途：用于焊接有耐熱、耐蝕要求的鎳基合金，如因康鎳600、601等，也可用于異種鋼的焊接或耐蝕堆焊材料。 Ni317鎳及鎳合金焊條 說明：低氫型鎳鉻鉬合金焊條，焊縫金屬中有適量的鉬，抗裂性好。用途：用于焊接鎳基合金及鉻鎳奧

42、氏體鋼，也可用于異種鋼焊接。 Ni327鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENiCrMo-0 相當(dāng)于AWS：ENiCrMo-0說明：低氫型Ni70Cr15耐熱合金焊條，焊縫金屬中有適量的鉬、鈮等合金元素，熔敷金屬具有良好的抗裂性，采用直流反接。用途：用于焊接有耐熱、耐蝕要求的鎳基合金，也可用于一些難焊合金、異種鋼的焊接及堆焊。 Ni337鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENiCrMo-0 相當(dāng)于AWS: ENiCrMo-0 說明：低氫型鎳鉻耐熱耐蝕合金焊條，焊縫金屬中有適量的鉬、鈮等合金元素，具有較好的抗裂性及耐蝕、耐磨性，焊接工藝良好，采用直流反接?？扇恢煤浮Ｓ猛荆河糜诤朔磻?yīng)堆壓力容器密封面堆焊

43、及塔內(nèi)構(gòu)件焊接，也可用于復(fù)合鋼、異種鋼以及相同類型的鎳基合金焊接。 Ni347鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENiCrFe-0 說明：低氫型鎳鉻耐熱耐蝕合金焊條，焊縫金屬具有較好的抗裂性及耐蝕性，焊接工藝性好，采用直流反接，可全位置焊。用途：用于核電站穩(wěn)壓器、蒸發(fā)器管板接頭的焊接，也可用于復(fù)合鋼、異種鋼以及相同類型的鎳基合金焊接 Ni357鎳及鎳合金焊條 型號(hào)GB/T：ENiCrFe-2 相當(dāng)于AWS: ENiCrFe-2 說明：低氫型Ni70Cr15鎳基合金焊條，熔敷金屬含有適量的錳、鉬和鈮，具有良好的抗裂性，采用直流反接。用途：用于焊接有耐熱、耐蝕要求的鎳基合金，也可用于異種鋼的焊接或用作過渡層及堆焊焊條。 HT-103鎳及鎳合金焊條 說明：低氫型鎳鉻鐵合金焊條，抗熱裂性能及耐晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕能力優(yōu)