鎳基耐蝕合金corrosion-resisting nickelbase alloys
以鎳為基體,能在一些介質(zhì)中耐腐蝕的合金,稱為鎳基耐蝕合金。此外,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。


發(fā)展過程
1905年美國(guó)生產(chǎn)的Ni-Cu合金(Monel合金Ni 70 Cu30)是早的鎳基耐蝕合金。1914年美國(guó)開始生產(chǎn)Ni-Cr-Mo-Cu型耐蝕合金(Illium R)，1920年德國(guó)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(guó)生產(chǎn)的耐蝕合號(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(guó)在50年代開始研制鎳基和鐵－鎳基耐蝕合金，到70年代末，已有十多種牌號(hào)。


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?？垢邷匮趸秃?、釩等氣體的腐蝕，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。


生產(chǎn)工藝
根據(jù)合金的化學(xué)成分，特別是 C、S、P、Si等元素的含量以及對(duì)純度的要求，可用電弧爐、真空感應(yīng)爐冶煉，也可用二次精煉工藝進(jìn)行冶煉。為使耐蝕合金具有良好的熱塑性，冶煉時(shí)要嚴(yán)格控制脫氧工藝。有些合金需加入適量的Al或Ca、Mg、稀土等作終脫氧劑。有些合金用電渣重熔工藝可顯著改善合金的熱塑性。
鎳基耐蝕合金在加熱過程中易與爐氣中的硫結(jié)合，形成低熔點(diǎn)的硫化鎳，在加工過程中發(fā)生龜裂,因此,加熱要用電爐，保護(hù)氣體加熱爐或用低硫燃料的加熱爐。熱加工的溫度范圍見表1。 　這類合金通常都有比較好的冷加工性能。每次固溶或退火處理后,允許的冷加工變形量一般在20～80%之間。


耐蝕合金的熱處理工藝
都用固溶熱處理以求大限度地固溶合金中的各種沉淀相，從而獲得良好的耐蝕性和力學(xué)性能。但是，由于晶粒度對(duì)合金耐晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕很有影響，有些合金為了細(xì)化晶粒，又常采用比較低的固溶處理溫度。此外，對(duì)沉淀硬化耐蝕合金既要求耐蝕性又要求有高硬度，因而多采用在固溶后再進(jìn)行一次或二次時(shí)效處理的工藝。


耐蝕合金是一系列具有抗腐蝕性能的合金材料，廣泛應(yīng)用于各種苛刻的環(huán)境中。以下是對(duì)耐蝕合金的介紹：


NS3101：NS3101不僅對(duì)氧化性介質(zhì)如硝酸和氫氟酸的高溫混合酸以及溫度較低的氟氣等有良好的耐蝕性，還具有高強(qiáng)度抗氧化的特點(diǎn)。它適合于制造高溫硝酸環(huán)境腐蝕條件的無磁構(gòu)件。
NS1402：NS1402作為一種高鉻、鎳、鉬、銅的含量奧氏體合金，在氧化性環(huán)境、中等還原性環(huán)境以及非氧化性熱酸環(huán)境中均表現(xiàn)出良好的耐蝕性能。該合金還具備很好的抗氧化物、應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕和焊接穩(wěn)定性，適用于硫酸酸洗用加熱管及部件，海水冷卻交換器，酸性氣體環(huán)境管道等應(yīng)用場(chǎng)合。
NS3102：固溶強(qiáng)化的耐熱耐蝕合金，具有良好的抗高溫腐蝕性能、抗氧化性能、冷熱加工性能、低溫機(jī)械性能、冷熱疲勞性能。在650℃下具有較高的強(qiáng)度，成型性好，易于焊接。適合于熱處理及化學(xué)加工工業(yè)裝置及石油化工方面使用，對(duì)各種廢氣、堿性溶液和大多數(shù)有機(jī)酸及化合物的抗腐蝕能力很高，并且不易產(chǎn)生氯離子應(yīng)力腐蝕裂紋。
NS3304：具有很多性能的耐蝕合金，對(duì)氧化性和中等還原性腐蝕有很好的抵抗能力。同時(shí)，它具有的抗應(yīng)力腐蝕開裂能力和好的耐局部腐蝕能力，在很多化工工藝介質(zhì)中有滿意的耐蝕特性，包括侵蝕性很強(qiáng)的無機(jī)酸溶液、氯氣和含氯化物的各種介質(zhì)、干燥氯氣、甲酸和醋酸、酸酐、海水和鹽水等。
M-400：該合金具有高耐熱蝕和高歐姆電阻的耐蝕合金，對(duì)各種非氧化的鹵素有較好的耐蝕性能。
GH110：具有良好的耐高溫、氟化氫、氯化氫氣體及氟氣腐蝕，并且易于焊接。主要用于原子能、化工、有色金屬冶煉設(shè)備上。
GH625：合金具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能，從低溫到980℃具有良好的拉伸性能和疲勞性能，以及耐鹽霧氣氛下的應(yīng)力腐蝕。
總的來說，耐蝕合金因其的耐腐蝕性能，在航空航天、石油化工、核工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。了解這些合金的特點(diǎn)和應(yīng)用，有助于更好地利用它們解決實(shí)際問題，推動(dòng)科技的發(fā)展。熱處理：熱處理是調(diào)整耐蝕合金組織和性能的關(guān)鍵步驟，包括固溶處理和時(shí)效處理等，以提高其強(qiáng)度和耐蝕性。

真空感應(yīng)冶煉：對(duì)于某些特殊要求的耐蝕合金，可能需要采用真空感應(yīng)冶煉技術(shù)，以進(jìn)一步提高合金的純凈度和性能。

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