作為一個(gè)以制造業(yè)和勞動(dòng)力密集型為主要方式的發(fā)展中國(guó)家---中國(guó)來(lái)說(shuō)，我國(guó)正向創(chuàng)造型大國(guó)轉(zhuǎn)變 ，這個(gè)發(fā)展進(jìn)程的背景有效的推動(dòng)了鎳合金的發(fā)展，使得鎳合金在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用范圍日漸擴(kuò)大。
鎳合金具有優(yōu)良的耐蝕性、強(qiáng)度、韌性、冶金穩(wěn)定性、可加工性及可焊接性的綜合性能。許多鎳合金又具有**的耐熱性能，而成為要求耐化學(xué)腐蝕和高溫強(qiáng)度用途的理想選擇。
朝展金屬這里介紹的可鍛軋鎳基合金（定義為含鎳45%以上的合金）包括了在化學(xué)工廠常用的可鍛軋耐蝕合金。
朝展金屬- 耐蝕鎳合金的名義化學(xué)成分，%
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合金
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UNS牌號(hào)
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Ni
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Cr
|
Mo
|
Fe
|
W
|
Cu
|
其它
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200
|
N02200
|
99.6
|
|
|
|
|
|
|
|
400
|
N04400
|
66.5
|
|
|
1.0
|
|
31.5
|
1.0Mn
|
|
600
|
N06600
|
75.0
|
15.5
|
|
8.0
|
|
|
|
|
625
|
N06625
|
62.0
|
21.5
|
9.0
|
2.5
|
|
|
3.8（Nb+Ta）
|
|
690
|
N06690
|
61.0
|
29.0
|
|
9.0
|
|
|
|
|
825
|
N08825
|
42.0
|
21.5
|
3.0
|
29.5
|
|
2.3
|
1.0Ti
|
|
G-3
|
N06985
|
44.0
|
22.0
|
7.0
|
19.5
|
1.5﹡
|
2.0﹡
|
2.1Nb
|
|
G-30
|
N06030
|
43.0
|
29.8
|
5.0
|
15.0
|
2.8
|
1.7
|
1.0（Nb+Ta）
|
|
C-276
|
N10276
|
57.0
|
15.5
|
16.0
|
5.5
|
3.8
|
|
|
|
C22
|
N06022
|
56.0
|
22.0
|
13.0
|
3.0
|
3.0
|
|
|
|
C-2000
|
N10200
|
59.0
|
23.0
|
16.0
|
1.5
|
|
1.6
|
|
|
686
|
N06686
|
60.0
|
21.0
|
16.0
|
5.0﹡
|
3.7
|
|
|
|
59
|
N06059
|
60.0
|
23.0
|
15.8
|
1.5﹡
|
|
|
|
|
B-2
|
N10665
|
69.0
|
1.0﹡
|
28.0
|
2.0﹡
|
|
|
|
|
B-3
|
N10675
|
68.5
|
1.5
|
28.5
|
1.5
|
3.0﹡
|
|
|
|
B-4
|
N10629
|
66.0
|
1.0
|
28.0
|
3.5
|
|
|
|
﹡ 為*大值
耐蝕鎳合金-導(dǎo)購(gòu)指南
1.合金的性能
鎳合金比不銹鋼更貴，例如，Ni-Cr-Mo合金成本大致是18Cr-8Ni不銹鋼的5倍，是超級(jí)奧氏體不銹鋼成本的大約2倍。
由于鎳合金優(yōu)越的耐蝕性能，初始成本的增加常常能夠通過(guò)延長(zhǎng)設(shè)備壽命，減少維修費(fèi)用和極少的停機(jī)帶來(lái)的長(zhǎng)期費(fèi)用的節(jié)省而獲得補(bǔ)償。
鎳合金的物理性能與300系列奧氏體不銹鋼的物理性能十分相似。作為一類，鎳基合金的熱膨脹系數(shù)與碳鋼的熱膨脹系數(shù)大致相等，但是，顯著低于300系列不銹鋼的熱膨脹系數(shù)。
雖然純鎳的導(dǎo)熱性能超過(guò)了碳素鋼，但是，大多數(shù)的導(dǎo)熱性相當(dāng)?shù)?，在某些情況下，甚至低于奧氏體不銹鋼。
除純鎳以外，用于化學(xué)加工過(guò)程的鎳合金大大優(yōu)于300系列不銹鋼。鎳合金還有非常好的塑性和韌性（室溫力學(xué)性能列于表2）。用于化學(xué)工廠設(shè)備的大多數(shù)合金的*大許用應(yīng)力見(jiàn)ASME鍋爐和壓力容器標(biāo)準(zhǔn)的第Ⅷ部分。
表2鎳合金室溫力學(xué)性能的*小值
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合金
|
極限抗拉強(qiáng)度ksi
|
屈服強(qiáng)度 0.2% ksi
|
延伸率 %
|
|
200
|
55
|
15
|
40
|
|
400
|
70
|
28
|
35
|
|
600
|
80
|
35
|
30
|
|
625
|
110
|
55
|
30
|
|
690
|
85
|
35
|
30
|
|
825
|
85
|
35
|
30
|
|
G-3
|
90
|
35
|
45
|
|
G-30
|
85
|
35
|
30
|
|
C-276
|
100
|
41
|
40
|
|
C-22
|
100
|
45
|
45
|
|
C-2000
|
100
|
41
|
45
|
|
622
|
100
|
45
|
45
|
|
59
|
100
|
45
|
45
|
|
B-2
|
110
|
51
|
40
|
|
B-3
|
110
|
51
|
40
|
|
B-4
|
110
|
51
|
40
|
鎳合金具有全奧氏體顯微組織。化學(xué)工業(yè)使用的幾乎所有的鎳合金都是固溶強(qiáng)化狀態(tài)。添加有效硬化元素，如Mo和W，而不是碳化物形成元素，可以提高它們的強(qiáng)度。與奧氏體不銹鋼一樣，固溶的鎳合金不能通過(guò)熱處理強(qiáng)化，而只能通過(guò)冷加工使其強(qiáng)化。
另外一大類鎳基合金通過(guò)沉淀硬化熱處理可以使其強(qiáng)化。這類合金大多數(shù)是對(duì)超高強(qiáng)度用途的合金，如在深層油氣生產(chǎn)中和超高壓工藝過(guò)程使用的合金，比如X-750,718,A-286.
除了閥門和旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中部分零件外，沉淀硬化鎳合金在化學(xué)工廠中的使用有限。這類合金中還包含有在燃?xì)鉁u輪、燃燒室以及宇航應(yīng)用中使用的耐熱超級(jí)合金。
耐蝕鎳合金—導(dǎo)購(gòu)指南
耐腐蝕性
鎳合金的使用象征著傳統(tǒng)不銹鋼抗各種各樣的酸、堿和鹽腐蝕的能力的提高。鎳合金的突出優(yōu)點(diǎn)是在含鹵化物離子的水溶液中具有極好的耐腐蝕性能。關(guān)于這一點(diǎn)，鎳合金是大大優(yōu)于眾所周知的易于遭受氯化物和氟化物水溶液腐蝕的奧氏體不銹鋼。
鎳合金的這種優(yōu)良的耐腐蝕行為證明它本身不僅僅具有更低的金屬損耗，而且能經(jīng)受局部腐蝕，特別是耐孔蝕或縫隙腐蝕、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。這些局部腐蝕的形成，更加淡化了均勻腐蝕，是化學(xué)工廠中由腐蝕引起失效的主要原因。
鎳合金的耐蝕性部分地歸因于鎳固有的活動(dòng)性低，正如測(cè)它的氧化電位在電動(dòng)勢(shì)（EMF）序列中比鐵高得多。與不銹鋼類似，含鉻鎳合金具有鈍化能力（即自發(fā)的形成一層超薄的但附著力很強(qiáng)的表面氧化物，這層氧化物起著有效阻止腐蝕的作用）。
鎳的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是能夠與大量的合金元素結(jié)合而不形成脆性相。通常為提高耐腐蝕性，合金化添加元素是Cr、Mo、Cu等。
在普通化學(xué)工廠環(huán)境下鎳合金的耐級(jí)別比較見(jiàn)表3。這些一般性指南不代表特定用途，僅僅作為選擇參考。
表3 耐蝕性一般指南
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合金
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硫酸
|
磷酸
|
鹽酸
|
氫氟酸
|
硝酸
|
有機(jī)酸
|
強(qiáng)堿
|
還原性鹽
|
氧化性鹽
|
|
200
|
▲
|
▲
|
▲
|
●
|
■
|
●
|
●
|
●
|
■
|
|
400
|
●
|
▲
|
▲
|
●
|
■
|
●
|
●
|
●
|
■
|
|
600
|
▲
|
▲
|
■
|
▲
|
▲
|
●
|
●
|
●
|
▲
|
|
625
|
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
|
690
|
▲
|
●
|
▲
|
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
|
825
|
●
|
●
|
▲
|
■
|
●
|
●
|
▲
|
●
|
▲
|
|
G-3
|
●
|
●
|
▲
|
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
|
C-276
|
●
|
●
|
▲
|
●
|
▲
|
●
|
●
|
●
|
●
|
|
B-2
|
●
|
●
|
●
|
●
|
■
|
●
|
●
|
●
|
■
|
● 代表很好，好
▲ 代表好，滿意
■ 不推薦
2..焊接指南
大多數(shù)鎳合金焊接都是采用手工電弧焊（SMAW）、氣體保護(hù)鎢極電弧焊（GTAW）和氣體保護(hù)金屬極電弧焊（GMAW）。鎳合金焊接件塑性非常好，它們較低的熱膨脹特性減少了殘余應(yīng)力和變形。一般只要求對(duì)沉淀硬化不銹鋼進(jìn)行焊后熱處理。美國(guó)焊接學(xué)會(huì)（AWS）對(duì)鎳合金焊條和焊絲規(guī)定的技術(shù)條件見(jiàn)表4。
表 4焊接材料的AWS技術(shù)條件
|
合金
|
焊接電極（A5.11）
|
填充金屬（A5.14）
|
|
200
|
ENi-1
|
ERNi-1
|
|
400
|
ENiCu-7
|
ERNiCu-7
|
|
600
|
ENiCrFe-3
|
ERNiCrFe-3
|
|
625
|
ENiCrMo-3
|
ERNiCrMo-3
|
|
G-3
|
ENiCrMo-9
|
ERNiCrMo-9
|
|
G-30
|
ENiCrMo-11
|
ERNiCrMo-11
|
|
C-276
|
ENiCrMo-4
|
ERNiCrMo-4
|
|
C-22
|
ENiCrMo-10
|
ERNiCrMo-10
|
|
622
|
ENiCrMo-10
|
ERNiCrMo-10
|
|
686
|
ENiCrMo-14
|
ERNiCrMo-14
|
|
59
|
ENiCrMo-13
|
ERNiCrMo-13
|
鎳合金的焊接方法與奧氏體不銹鋼的焊接方法非常類似。但是，由于富鎳焊縫熔池凝固特別遲緩和更差的焊透性，全焊透焊縫的產(chǎn)品可能要求修正接頭形式和焊接技術(shù)。鎳合金比鋼鐵材料更不允許有可能引起焊縫脆性的污染物存在。
耐蝕鎳合金-導(dǎo)購(gòu)指南
高塑性、低膨脹性和容許不同金屬元素溶解的綜合性能已使富鎳焊接消耗材料可通用于不同類型金屬的焊接。不僅包括了鎳基合金對(duì)鐵基合金的焊接，還包括了不銹鋼對(duì)碳素鋼和合金鋼的焊縫。同樣，鎳合金能夠堆焊到碳鋼表面而沒(méi)有開(kāi)裂的危險(xiǎn)。
