鎳基合金的代表材料有

鎳基高溫合金國內(nei) 外材質總和鎳基合金是指在650～1000℃高溫下有較高的強度與(yu) 一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。

按照主要主要性能，分為(wei) 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(yu) 鎳基形狀記憶合金等。

高溫合金按照基體(ti) 的不同，分為(wei) ：鐵基高溫合金，鎳基高溫合金與(yu) 鈷基高溫合金。其中鎳基高溫合金簡稱鎳基合金。

鎳基合金的代表材料有:

1，Incoloy合金，如Incoloy800，主要成分為(wei) ；32Ni-21Cr-Ti,Al；屬於(yu) 耐熱合金；

2，Inconel合金，如Inconel600，主要成分是；73Ni-15Cr-Ti,Al；屬於(yu) 耐熱合金；

3，Hastelloy合金，即哈氏合金，如哈氏C-276，主要成分為(wei) ；56Ni-16Cr-16Mo-4W；屬於(yu) 耐蝕合金；

4，Monel合金，即蒙乃爾合金，比如說蒙乃爾400，主要成分是；65Ni-34Cu；屬於(yu) 耐蝕合金；

主要合金元素

主要合金元素有鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、硼、鋯等。其中Cr，Ai等主要起抗氧化作用，其他元素有固溶強化，沉澱強化與(yu) 晶界強化等作用。

在650～1000℃高溫下有較高的強度與(yu) 一定的抗氧化腐蝕能力，由於(yu) 足夠高的高溫強度與(yu) 抗氧化腐蝕能力，所以常用於(yu) 製造航空發動機葉片和火箭發動機、核反應堆、能源轉換設備上的高溫零部件。

發展曆史

鎳基高溫合金(以下簡稱鎳基合金)是30年代後期開始研製的。英國於(yu) 1941年首先生產(chan) 出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；為(wei) 了提高蠕變強度又添加鋁，研製出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國於(yu) 40年代中期，蘇聯於(yu) 40年代後期，中國於(yu) 50年代中期也研製出鎳基合金。鎳基合金的發展包括兩(liang) 個(ge) 方麵：合金成分的改進和生產(chan) 工藝的革新。50年代初，真空熔煉技術的發展，為(wei) 煉製含高鋁和鈦的鎳基合金創造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50年代後期，由於(yu) 渦輪葉片工作溫度的提高，要求合金有更高的高溫強度，但是合金的強度高了，就難以變形，甚至不能變形，於(yu) 是采用熔模精密鑄造工藝，發展出一係列具有良好高溫強度的鑄造合金。60年代中期發展出性能更好的定向結晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為(wei) 了滿足艦船和工業(ye) 燃氣輪機的需要，60年代以來還發展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩定的高鉻鎳基合金。在從(cong) 40年代初到70年代末大約40年的時間內(nei) ，鎳基合金的工作溫度從(cong) 700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。

成分和性能

鎳基高溫合金中應用尤為(wei) 廣泛。主要原因在於(yu) ，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穩定性；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(wei) 強化相，使合金得到有效的強化，獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度；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氣腐蝕能力。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，其他元素主要起強化作用。根據它們(men) 的強化作用方式可分為(wei) ：固溶強化元素，如鎢、鉬、鈷、鉻和釩等；沉澱強化元素，如鋁、鈦、铌和鉭；晶界強化元素，如硼、鋯、鎂和稀土元素等。

鎳基高溫合金按強化方式有固溶強化型合金和沉澱強化型合金。

生產(chan) 工藝

冶煉方麵：為(wei) 了獲得更純淨化的鋼水，減低氣體(ti) 含量與(yu) 有害元素含量；同時由於(yu) 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製；更是為(wei) 了獲得更好的熱塑性，鎳基耐熱合金，通常采用真空感應爐熔煉，甚至用真空感應冶煉加真空自耗爐或電渣爐重熔方式進行生產(chan) 。

變形方麵：采用鍛造、軋製工藝，對於(yu) 熱塑性差的合金甚至采用擠壓開坯後軋製或用軟鋼(或raybet雷电竞)包套直接擠壓工藝。變形的目的是為(wei) 了破碎鑄造組織，優(you) 化微觀組織結構。

鑄造方麵：通常用真空感應爐熔煉母合金保證成分與(yu) 控製氣體(ti) 與(yu) 雜質含量，並用真空重熔-精密鑄造法製成零件。

熱處理方麵：變形合金和部分鑄造合金需進行熱處理，包括固溶處理、中間處理和時效處理，以Udmet 500合金為(wei) 例，它的熱處理製度分為(wei) 四段：固溶處理，1175℃，2小時，空冷；中間處理，1080℃，4小時，空冷；一次時效處理，843℃，24小時，空冷；二次時效處理，760℃，16小時，空冷。以獲得所要求的組織狀態和良好的綜合性能。

鎳基耐蝕合金

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力腐蝕。最早應用（1905年美國生產(chan) ）的是鎳銅（Ni-Cu）合金，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係列，國內(nei) 專(zhuan) 業(ye) 耐蝕合金生產(chan) 企業(ye) 有北京鋼鐵研究總院，上海康晟特種合金有限公司，北京融品科技有限公司，寶鈦集團稀有金屬材料公司等）、鎳鉻鉬（Ni-Cr-Mo）合金（主要是指哈氏合金C係列，國內(nei) 專(zhuan) 業(ye) 耐蝕合金生產(chan) 企業(ye) 有北京鋼鐵研究總院，北京融品科技有限公司，寶鈦集團稀有金屬材料公司等）等。與(yu) 此同時，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於(yu) 製造石油，化工，電力等各種耐腐蝕環境用零部件。

類別 鎳基耐蝕合金多具有奧氏體(ti) 組織。在固溶和時效處理狀態下，合金的奧氏體(ti) 基體(ti) 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 在還原性介質中耐蝕性優(you) 於(yu) 鎳,而在氧化性介質中耐蝕性又優(you) 於(yu) 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；主要在氧化性介質條件下使用。抗高溫氧化和含硫、釩等氣體(ti) 的腐蝕，其耐蝕性隨鉻含量的增加而增強。這類合金也具有較好的耐氫氧化物（如NaOH、KOH）腐蝕和耐應力腐蝕的能力。

Ni-Mo合金 主要在還原性介質腐蝕的條件下使用。它是耐鹽酸腐蝕的一種合金，但在有氧和氧化劑存在時，耐蝕性會(hui) 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。

鎳基耐磨合金

主要合金元素是鉻、鉬、鎢，還含有少量的铌、鉭和銦。除具有耐磨性能外，其抗氧化、耐腐蝕、焊接性能也好。可製造耐磨零部件，也可作為(wei) 包覆材料，通過堆焊和噴塗工藝將其包覆在其他基體(ti) 材料表麵。

鎳基合粉末有自熔性合金粉末與(yu) 非自熔性合金粉末。

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，廣泛的應用於(yu) 等離子弧噴塗塗層、火焰噴塗塗層和等離子表麵強化。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等。

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末。所謂自熔性合金粉末亦稱低共熔合金，硬麵合金，是在鎳、鈷、鐵基合金中加入能形低熔點共晶體(ti) 的合金元素（主要是硼和矽）而形成的一係列粉末材料。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末、Ni-Cr-W-C基自熔性合金粉末、高銅自熔性合金粉末、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、矽元素的作用：顯著降低合金熔點，擴大固液相線溫度區，形成低熔共晶體(ti) ；脫氧還原作用和造渣功能；對塗層的硬 化、強化作用；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性。

●鉻元素的作用：固溶強化作用、鈍化作用；提高耐蝕性能和抗高溫氧化性能；富餘(yu) 的鉻容易與(yu) 碳、硼形成碳化鉻、硼化鉻硬質相從(cong) 而提高合金硬度和耐磨性。

●鉬元素的作用：原子半徑大，固溶後使晶格發生大的畸變，顯著強化合金基體(ti) ，提高基體(ti) 的高溫強度和紅硬性；可以切斷、降低塗層中的網狀組織；提高抗氣蝕、衝(chong) 蝕能力鎳基精密合金。

包括鎳基軟磁合金、鎳基精密電阻合金和鎳基電熱合金等。的軟磁合金是含鎳80%左右的玻莫合金，其最大磁導率和起始磁導率高，矯頑力低，是電子工業(ye) 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、較低的電阻率溫度係數和良好的耐蝕性，用於(yu) 製作電阻器。鎳基電熱合金是含鉻20%的鎳合金，具有良好的抗氧化、抗腐蝕性能，可在1000～1100℃溫度下長期使用。

鎳基形狀記憶合金

含鈦50（at)%的鎳合金。其回複溫度是70℃，形狀記憶效果好。少量改變鎳鈦成分比例，可使回複溫度在30～100℃範圍內(nei) 變化。多用於(yu) 製造航天器上使用的自動張開結構件、宇航工業(ye) 用的自激勵緊固件、生物醫學上使用的人造心髒馬達等。