镍基合金

  镍合金(Nickel-based Alloy)

  一、定义:以镍为基础(含镍量)≥50%)金属材料由其他合金元素组成。

  2.性能:镍具有良好的机械、物理和化学性能。添加适当的元素可以提高其抗氧化性、耐腐蚀性、高温强度和某些物理性能。

  3、生产:镍合金锭或铸件主要采用真空熔铸法生产。铸锭首先经过热轧、挤压或锻造,然后在中间热处理后轧制或拉伸,最后加工成所需的成品。一些镍基高温合金直接由铸件或粉末冶金制成。

  四、合金元素及其作用:

  1.铜、钴、铁、铬、钼、钨、锰铁、铬、钼、钨、锰等固溶强化元素;其强度、硬度、抗震、耐腐蚀、耐氧化、高温强度和磁性、热电势、电阻系数等物理性能显著提高,膨胀系数、铜热电势和电阻温度系数大大降低。

  2.铝、硅、铍、钛、锆、镁、钒、铌、钽等与镍形成中间化合物强化相的元素。在镍中加入固溶性强化元素时,将进一步提高材料的性能,特别是高温力学性能、耐腐蚀性和一些物理性能。

  3.稀土元素、硼、镁、钙、锶、钡等微量元素。在合金中添加微量元素,或消除有害杂质对合金性能的不利影响,或获得一些特殊的物理性能,或加强合金晶体的边界,以确保合金产品具有更好的使用效果和更长的使用寿命。

  五、分类

  1.按主要性能分为:

  ①镍基高温合金。铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等主要合金元素。铬具有抗氧化和耐腐蚀性,其他元素具有强化作用。650~1000℃它是高温合金中应用最广泛、高温强度最高的合金,具有制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆和能源转换设备的高温部件。

  ②镍基耐腐蚀合金。铜、铬、钼是主要合金元素。综合性能好,能承受各种酸腐蚀和应力腐蚀。镍铜合金,又称蒙乃尔合金,是最早的应用;还有镍铬合金、镍钼合金、镍铬钼合金等。用于制造各种耐腐蚀部件。

  ③镍基耐磨合金。铬、钼、钨是主要的合金元素,还含有少量的铌、钽和铌。除耐磨外,还具有良好的抗氧化、耐腐蚀和焊接性能。耐磨部件也可作为涂层材料,通过堆焊和喷涂工艺覆盖其他基材表面。

  ④镍基精密合金。包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热合金。最常用的软磁合金是含镍80%左右的玻莫合金,其最大磁导率和初始磁导率高,矫顽力低,是电子工业中重要的铁芯材料。镍、铝、铜是镍基精密电阻合金的主要合金元素,电阻率高,电阻温度系数低,耐腐蚀性好。镍基电热合金是含铬20%的镍合金,具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性,可达1000~11000℃长期在温度下使用。

  ⑤镍基记忆合金。含钛50(at)镍合金%。回复温度为70℃,形状记忆效果好。镍钛成分比例的少量变化可使回复温度为30~100℃范围内的变化。主要用于制造航天器上使用的自动开放结构件、航天工业自激励紧固件、生物医学中使用的人工心脏电机等。

  按产品形式分为:

  裸焊棒、镍基合金粉末、镍基电焊条、镍基合金精密铸件、变形合金等。

  市场上常见的牌号:

  Inconel 690、Hatselloy C-276、Haynes 242、 Monel 400、Incoloy800等。

  七、主要应用行业:

  1.航空航天(发动机、燃烧室、涡轮)

  2.汽车工业(排气系统、点火装置、传感器、安全装置)

  3.精细化工(容器、管道、泵、阀)

  4.海洋工程(船舶、潜艇、海上石油钻井平台)

  5、石油化工

  6、环保工程

  7、电力工业

  八、生物医学等

  八、国内外产业情况:

  近年来,镍基合金材料应用领域不断扩大,产量不断提高。目前,世界上镍产品的消费结构主要由不锈钢、合金、电镀、电池、造币等组成,其中冶金行业占消费市场的主导地位,占总消费量的80%以上,不锈钢消费占镍总消费量的60%以上。目前,世界上镍产品的消费结构主要由不锈钢、合金、电镀、电池、造币等组成。冶金行业占消费市场的主导地位,占总消费量的80%以上,不锈钢消费占镍总消费量的60%以上。随着国内经济的发展和科技的进步,镍镍合金材料的市场消费也在迅速上升。供需总体情况是中低端镍合金产品国内供需能力的基本平衡。国内高端镍合金产品生产水平低,不能满足市场需求,进口量大。镍和镍合金材料的年进口量是国内产量的几倍以上。 从目前的角度来看,全球经济形势正在稳步复苏,经济危机对市场的影响正在逐渐减少。在良好的市场信心的推动下,金属镍和镍合金对经济、供需和库存有更有利的影响。