高溫合金按照基體的不�,分為:鐵基高溫合金,鎳基高溫合金與鈷基高溫合金。其中鎳基高溫合金簡稱鎳基合�� 按照主要主要性能又細(xì)分為鎳基耐熱合金,鎳基耐蝕合金,鎳基耐磨合金,鎳基精密合金與鎳基形狀記憶合金等:主要合金元素有鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、硼、鋯�。其中Cr,Ai等主要起抗氧化作�,其他元素有固溶�(qiáng)化,沉淀�(qiáng)化與晶界�(qiáng)化等作用�
高溫合金按照基體的不�,分為:鐵基高溫合金,鎳基高溫合金與鈷基高溫合金。其中鎳基高溫合金簡稱鎳基合��
按照主要主要性能又細(xì)分為鎳基耐熱合金,鎳基耐蝕合金,鎳基耐磨合金,鎳基精密合金與鎳基形狀記憶合金等:
主要合金元素有鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、硼、鋯�。其中Cr,Ai等主要起抗氧化作�,其他元素有固溶�(qiáng)化,沉淀�(qiáng)化與晶界�(qiáng)化等作用?! �?50�1000℃高溫下有較高的�(qiáng)度與一定的抗氧化腐蝕能�,由于足夠高的高溫強(qiáng)度與抗氧化腐蝕能�,所以常用于制造航空發(fā)�(dòng)�(jī)葉片和火箭發(fā)�(dòng)�(jī)、核反應(yīng)�、能源轉(zhuǎn)換設(shè)備上的高溫零部件�
鎳基高溫合金(以下簡稱鎳基合金)�30年代后期開始研制�。英國于1941年首先生�(chǎn)出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti);為了提高蠕變強(qiáng)度又添加�,研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國于40年代中期,蘇�(lián)�40年代后期,中國于50年代中期也研制出鎳基合金。鎳基合金的�(fā)展包括兩�(gè)方面:合金成分的改�(jìn)和生�(chǎn)工藝的革新�50年代�,真空熔煉技�(shù)的發(fā)�,為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金�(chuàng)造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金�50年代后期,由于渦輪葉片工作溫度的提高,要求合金有更高的高溫強(qiáng)度,但是合金的強(qiáng)度高�,就難以變形,甚至不能變形,于是采用熔模精密鑄造工�,發(fā)展出一系列具有良好高溫�(qiáng)度的鑄造合��60年代中期�(fā)展出性能更好的定向結(jié)晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿足艦船和工業(yè)�?xì)廨啓C(jī)的需��60年代以來還發(fā)展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩(wěn)定的高鉻鎳基合金。在�40年代初到70年代末大�40年的�(shí)間內(nèi),鎳基合金的工作溫度� 700℃提高到1100�,平均每年提�10℃左��
成分和性能
鎳基高溫合金中應(yīng)用為廣泛。主要原因在�,一是鎳基合金中可以溶解較多合金元素,且能保持較好的組織�(wěn)定�;二是可以形成共格有序的 A3B型金屬間化合物γ[Ni3(Al,Ti)]相作為強(qiáng)化相,使合金得到有效的強(qiáng)�,獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫�(qiáng)�;三是含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗氧化和抗燃?xì)飧g能力。鎳基合金含有十多種元素,其中Cr主要起抗氧化和抗腐蝕作用,其他元素主要起�(qiáng)化作�。根�(jù)它們的�(qiáng)化作用方式可分為:固溶強(qiáng)化元�,如�、鉬、鈷、鉻和釩�;沉淀�(qiáng)化元�,如鋁、鈦、鈮和鉭;晶界強(qiáng)化元�,如硼、鋯、鎂和稀土元素等�
鎳基高溫合金按強(qiáng)化方式有固溶�(qiáng)化型合金和沉淀�(qiáng)化型合金�
·生產(chǎn)工藝
冶煉方面:為了獲得更純凈化的鋼水,減低氣體含量與有害元素含量;同�(shí)由于部分合金中有易氧化元素如Al,Ti等存在,非真空方式冶煉難以控�;更是為了獲得更好的熱塑性,鎳基耐熱合金,通常采用真空感應(yīng)爐熔�,甚至用真空感應(yīng)冶煉加真空自耗爐或電渣爐重熔方式�(jìn)行生�(chǎn)�
變形方面:采用鍛�、軋制工�,對于熱塑性差的合金甚至采用擠壓開坯后軋制或用軟鋼(或不銹鋼)包套直接擠壓工藝。變形的目的是為了破碎鑄造組�,優(yōu)化微觀組織�(jié)�(gòu)�
鑄造方面:通常用真空感�(yīng)爐熔煉母合金保證成分與控制氣體與雜質(zhì)含量,并用真空重�-精密鑄造法制成零件�
熱處理方面:變形合金和部分鑄造合金需�(jìn)行熱處理,包括固溶處理、中間處理和�(shí)效處�,以Udmet 500合金為例,它的熱處理制度分為四段:固溶處��1175��2小時(shí),空冷;中間處理�1080��4小時(shí),空�;一次時(shí)效處理,843��24小時(shí),空�;二次時(shí)效處理,760��16小時(shí),空�。以獲得所要求的組織狀�(tài)和良好的綜合性能�
主要合金元素是銅、鉻、鉬。具有良好的綜合性能,可耐各種酸腐蝕和應(yīng)力腐蝕。早�(yīng)用(1905年美國生�(chǎn))的是鎳銅(Ni-Cu)合�,又稱蒙乃爾合金(Monel合金Ni 70 Cu30);此外還有鎳鉻(Ni-Cr)合金(就是鎳基耐熱合金,耐蝕合金中的耐熱腐蝕合金�、鎳鉬(Ni-Mo)合金(主要是指哈氏合金B(yǎng)系列,國�(nèi)專業(yè)耐蝕合金生產(chǎn)企業(yè)有北京鋼鐵研究總�,北京融品科技有限公司等)、鎳鉻鉬(Ni-Cr-Mo)合金(主要是指哈氏合金C系列,國�(nèi)專業(yè)耐蝕合金生產(chǎn)企業(yè)有北京鋼鐵研究總�,北京融品科技有限公司等)�。與此同�(shí),純鎳也是鎳基耐蝕合金中的典型代表。這些鎳基耐蝕合金主要用于制造石�,化�,電力等各種耐腐蝕環(huán)境用零部件�
類別 鎳基耐蝕合金多具有奧氏體組織。在固溶和時(shí)效處理狀�(tài)�,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�(zhì)中耐蝕性優(yōu)于鎳,而在氧化性介�(zhì)中耐蝕性又�(yōu)于銅,它在無氧和氧化劑的條件�,是耐高溫氟�、氟化氫和氫氟酸的好的材料(見金屬腐蝕)�
Ni-Cr合金 也就是鎳基耐熱合金;主要在氧化性介�(zhì)條件下使�??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�(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�(zhì)腐蝕的條件下使用。它是耐鹽酸腐蝕的好的一種合�,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�(zhì)條件下使�。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��
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�-還原性混合酸中也有很好的耐蝕��
主要合金元素是鉻、鉬、鎢,還含有少量的鈮、鉭和銦。除具有耐磨性能�,其抗氧�、耐腐�、焊接性能也好??芍圃炷湍チ悴考部勺鳛榘膊牧?,通過堆焊和噴涂工藝將其包覆在其他基體材料表面�
鎳基合粉末有自熔性合金粉末與非自熔性合金粉��
非自熔性鎳基粉末是指不含B、Si或B、Si含量較低的鎳基合金粉末。這類粉末,廣泛的�(yīng)用于等離子弧噴涂涂層、火焰噴涂涂層和等離子表面強(qiáng)�。主要包括:Ni-Cr合金粉末、Ni-Cr-Mo合金粉末、Ni-Cr-Fe合金粉末、Ni-Cu合金粉末、Ni-P和Ni-Cr-P合金粉末、Ni-Cr-Mo-Fe合金粉末、Ni-Cr-Mo-Si高耐磨合金粉末、Ni-Cr-Fe-Al合金粉末、Ni-Cr-Fe-Al-B-Si合金粉末、Ni-Cr-Si合金粉末、Ni-Cr-W基耐磨耐蝕合金粉末��
在鎳合金粉末中加入適量B、Si便形成了鎳基自熔性合金粉�。所謂自熔性合金粉末亦稱低共熔合金,硬面合�,是在鎳、鈷、鐵基合金中加入能形低熔�(diǎn)共晶體的合金元素(主要是硼和硅)而形成的一系列粉末材料。常用的鎳基自熔性合金粉末有Ni-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si-Mo、Ni-Cr-B-Si-Mo-Cu、高鉬鎳基自熔性合金粉末、高鉻鉬鎳基自熔性合金粉�、Ni-Cr-W-C基自熔性合金粉�、高銅自熔性合金粉�、碳化鎢彌散型鎳基自熔性合金粉末等�
各種元素在合金中的作用:
●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;對涂層的硬 �、強(qiáng)化作用;改善操作工藝性能
●銅元素的作用:提高對非氧化性酸的耐蝕�
●鉻元素的作用:固溶�(qiáng)化作�、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�、硼化鉻硬質(zhì)相從而提高合金硬度和耐磨�
●鉬元素的作用:原子半徑�,固溶后使晶格發(fā)生大的畸�,顯著強(qiáng)化合金基�,提高基體的高溫�(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��
包括鎳基軟磁合金、鎳基精密電阻合金和鎳基電熱合金等。常用的軟磁合金是含�80%左右的玻莫合金,其大磁�(dǎo)率和起始磁導(dǎo)率高,矯頑力�,是電子工業(yè)中重要的鐵芯材料。鎳基精密電阻合金的主要合金元素是鉻、鋁、銅,這種合金具有較高的電阻率、較低的電阻率溫度系�(shù)和良好的耐蝕性,用于制作電阻�。鎳基電熱合金是含鉻20%的鎳合�,具有良好的抗氧�、抗腐蝕性能,可�1000�1100℃溫度下長期使用�
維庫電子通,電子知識,一查百��
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