《耐腐蚀材料》word版

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1、耐腐蚀材料——镍基合金0908030227摘要：镍在许多腐蚀性苛刻的介质中,都具有很高的耐蚀性能。镍对铜、铬、铁等金属元素有较高的固溶度,因而能组成成分范围广泛的镍合金。镍基合金是一类高性能的耐蚀材料，本文介绍了镍基耐蚀材料的耐蚀特性、并与其它材料作了比较．综述了现阶段此材料的研究与发展方向，在工程中镍基耐蚀合金的种类及其应用。关键词：镍基合金；耐蚀；电化学；发展；镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要主要性能又细分为镍基耐热合金，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

2、。高温合金按照基体的不同可分为：铁基高温合金，镍基高温合金与钴基高温合金。其中镍基高温合金简称镍基合金。主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中Cr，Ai等主要起抗氧化作用，其他元素有固溶强化，沉淀强化与晶界强化等作用。镍基合金的代表材料有:Incoloy合金，如Incoloy800，主要成分为；32Ni-21Cr-Ti,Al；属于耐热合金；Inconel合金，如Inconel600，主要成分是；73Ni-15Cr-Ti,Al；属于耐热合金；Hastelloy合金，即哈氏合金，如哈氏C-276，主要成分为；56Ni-16Cr-16Mo-4W；

3、属于耐蚀合金；Monel合金，即蒙乃尔合金，比如说蒙乃尔400，主要成分是；65Ni-34Cu；属于耐蚀合金；镍基合金是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。5

4、0年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。镍在耐蚀台金中的一个极其重要的特征，是许多具有种种耐蚀特性的元素(倒如Cu、Cr、Mo、w等)

5、在镍中的固溶度比在Fe中的大得多(在Nl中分别可溶100“Cu、47o％Cr、39．3％Mo、及40％W)，能形成广泛成分范围的固溶体台金，既保持了镍固有的电化学特性，又兼有合金化组元的良好特有耐蚀品质。这样镍基耐蚀合金既具有优异的耐蚀性能，义具有强度高、塑韧性好，可以冶炼、铸造，可以冷，热变形和成型加工，以及可以焊接等多方面的良好综合性能。镍基耐蚀合金是一种以抗液体介质（室温，有时也可高于室温）腐蚀能力为其主要性能的合金。含镍量一般不超过70%，主要添加Cu，Cr，MO，W等，以适应各种不同化学性质的工作介质。加铜提高镍在还原性介质中的耐蚀性，以及在充

6、气的高速流动海水中均匀的钝性；铬赋予镍在氧化条件（如HNO3，H2ClO4）下的抗蚀能力，以及高温下的抗氧化、抗硫化的能力；钼和钨显著提高镍在还原性酸中的抗蚀性；在镍合金中同时加入Cr，MO，可同时改善其在氧化性介质和还原性介质中的耐蚀性.由于碳化物等第二相析出（此时合金处于敏化状态）所造成的对材料耐蚀能力的严重损伤，因此，镍基耐蚀合金需要通过专门的熔炼技术，控制碳含量在尽可能低的水平（一般均在0.03%以下）.尽管耐热合金也有镍基和铁-镍基系列，但不应将主要用于航天、航空等高温热强用途的镍基高温合金与主要用于化工等过程以及海洋工程等领域的高镍耐蚀合金混

7、为一谈.事实上，它们二者在主要使用性能、成分设计上是存在显著区别的.当然，高镍耐蚀合金除优良的耐介质腐蚀性能外，也常常具有一定的热强性（尤其Ni-Cr系），也可以用于一定的高温条件下（如500~600C）；而高温合金通常也具有一定的耐蚀能力，有时也可以用于腐蚀环境之中.即使如此，这些镍基合金仍是可区分的，主要依据是化学成分、特点和用途，以及在该用途中所用合金的主要性能.简而言之，主要用其耐热或热强性能的，即是耐热或高温合金；主要用其耐蚀性能的，则称为耐蚀合金。Ni-Cu镍基合金主要用于弱还原性溶剂、特别是氢氟酸：约含70%Ni和30%Cu的镍铜合金素以蒙

8、乃尔（MOHeI）之名著称，蒙乃尔合金兼有Ni和Cu的许多优点，在还原性介质中比