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镍基耐蚀合金corrosion-resisting nickelbase alloys
以镍为基体,能在一些介质中耐腐蚀的合金,称为镍基耐蚀合金。此外,含镍大于30%,且含镍加铁大于50%的耐蚀合金,习惯上称为铁－镍基耐蚀合金。
发展过程
1905年美国生产的Ni-Cu合金(Monel合金Ni 70 Cu30)是早的镍基耐蚀合金。1914年美国开始生产Ni-Cr-Mo-Cu型耐蚀合金(Illium R)，1920年德国开始生产含Cr约15%、Mo约7%的Ni-Cr-Mo型耐蚀合金。70年代各国生产的耐蚀合号已近50种。其中产量较大、使用较广的有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,共十多种牌号。中国在50年代开始研制镍基和铁－镍基耐蚀合金，到70年代末，已有十多种牌号。
类别
镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在，各种耐蚀合金按成分分类及其特性如下：
Ni-Cu合金 在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜，它在无氧和氧化剂的条件下，是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的好的材料（见金属腐蚀）。
Ni-Cr合金 主要在氧化性介质条件下使用。抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀，其耐蚀性随铬含量的增加而增强。这类合金也具有较好的耐氢氧化物（如NaOH、KOH）腐蚀和耐应力腐蚀的能力。
Ni-Mo合金 主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的好的一种合金，但在有氧和氧化剂存在时，耐蚀性会显著下降。
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－还原混合介质条件下使用。这类合金在高温氟化氢气中、在含氧和氧化剂的盐酸、氢氟酸溶液中以及在室温下的湿氯气中耐蚀性良好。
Ni-Cr-Mo-Cu合金 具有既耐硝酸又耐硫酸腐蚀的能力，在一些氧化-还原性混合酸中也有很好的耐蚀性。
生产工艺
根据合金的化学成分，特别是 C、S、P、Si等元素的含量以及对纯度的要求，可用电弧炉、真空感应炉冶炼，也可用二次精炼工艺进行冶炼。为使耐蚀合金具有良好的热塑性，冶炼时要严格控制脱氧工艺。有些合金需加入适量的Al或Ca、Mg、稀土等作终脱氧剂。有些合金用电渣重熔工艺可显著改善合金的热塑性。
镍基耐蚀合金在加热过程中易与炉气中的硫结合，形成低熔点的硫化镍，在加工过程中发生龟裂,因此,加热要用电炉，保护气体加热炉或用低硫燃料的加热炉。热加工的温度范围见表1。 这类合金通常都有比较好的冷加工性能。每次固溶或退火处理后,允许的冷加工变形量一般在20～80%之间。
耐蚀合金的热处理工艺
都用固溶热处理以求大限度地固溶合金中的各种沉淀相，从而获得良好的耐蚀性和力学性能。但是，由于晶粒度对合金耐晶间腐蚀和应力腐蚀很有影响，有些合金为了细化晶粒，又常采用比较低的固溶处理温度。此外，对沉淀硬化耐蚀合金既要求耐蚀性又要求有高硬度，因而多采用在固溶后再进行一次或二次时效处理的工艺。
耐蚀合金是一系列具有抗腐蚀性能的合金材料，广泛应用于各种苛刻的环境中。以下是对耐蚀合金的介绍：
NS3101：NS3101不仅对氧化性介质如硝酸和氢氟酸的高温混合酸以及温度较低的氟气等有良好的耐蚀性，还具有高强度抗氧化的特点。它适合于制造高温硝酸环境腐蚀条件的无磁构件。
NS1402：NS1402作为一种高铬、镍、钼、铜的含量奥氏体合金，在氧化性环境、中等还原性环境以及非氧化性热酸环境中均表现出良好的耐蚀性能。该合金还具备很好的抗氧化物、应力腐蚀、点蚀和焊接稳定性，适用于硫酸酸洗用加热管及部件，海水冷却交换器，酸性气体环境管道等应用场合。
NS3102：固溶强化的耐热耐蚀合金，具有良好的抗高温腐蚀性能、抗氧化性能、冷热加工性能、低温机械性能、冷热疲劳性能。在650℃下具有较高的强度，成型性好，易于焊接。适合于热处理及化学加工工业装置及石油化工方面使用，对各种废气、碱性溶液和大多数有机酸及化合物的抗腐蚀能力很高，并且不易产生氯离子应力腐蚀裂纹。
NS3304：具有很多性能的耐蚀合金，对氧化性和中等还原性腐蚀有很好的抵抗能力。同时，它具有的抗应力腐蚀开裂能力和好的耐局部腐蚀能力，在很多化工工艺介质中有满意的耐蚀特性，包括侵蚀性很强的无机酸溶液、氯气和含氯化物的各种介质、干燥氯气、甲酸和醋酸、酸酐、海水和盐水等。
M-400：该合金具有高耐热蚀和高欧姆电阻的耐蚀合金，对各种非氧化的卤素有较好的耐蚀性能。
GH110：具有良好的耐高温、氟化氢、氯化氢气体及氟气腐蚀，并且易于焊接。主要用于原子能、化工、有色金属冶炼设备上。
GH625：合金具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到980℃具有良好的拉伸性能和疲劳性能，以及耐盐雾气氛下的应力腐蚀。
总的来说，耐蚀合金因其的耐腐蚀性能，在航空航天、石油化工、核工业等领域发挥着重要作用。了解这些合金的特点和应用，有助于更好地利用它们解决实际问题，推动科技的发展。热加工
电弧炉冶炼：耐蚀合金的初步生产通常采用电弧炉冶炼技术，这一过程能够有效控制合金成分的准确性和均匀性。
