鎳基合金的概述

鎳是重要的工業金屬元素之一，它廣泛應用於鑄鐵，不鏽鋼（奧氏體不鏽鋼中含有8%-35%的鎳）和鎳基合金等金屬材料中。目前，鎳的應用可以分為表1。2中的幾種形式。從表中可以看出，約63%的鎳用在不鏽鋼上，約12%的鎳用在鎳基合金上，合金鋼和其他用途的佔比則比較少。鎳具有面心立方結構因此擁有極好的塑性和韌性；具有優異的耐蝕效能；鎳對很多合金元素具有較大的固溶度，因此可以充分利用其他合金元素的固溶強化作用提高鎳的強度。基於以上優勢，鎳基合金被廣泛應用於現代工業中。到目前為止，市面上已經擁有很多種型號的鎳基合金，圖1。2展示了鎳基合金的發展過程，主要包含鎳-銅合金，鎳-鉬合金，鎳-鐵-鉻合金，鎳-鉻-鉬合金，鎳-鉻-鐵-鉬合金等。

鎳基合金之所以能夠在多種環境中具有優異的耐均勻腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕以及應力腐蝕效能，是由於多種合金元素固溶到鎳基體中對其耐蝕效能的改善。總結了各元素對鎳基合金耐蝕性影響的規律。具體如下∶銅提高鎳基合金在非氧化性酸中的耐蝕性，如鹽酸、硫酸和磷酸；鉻提高鎳基合金在高溫氧化性酸中的耐蝕性，如硝酸、鉻酸以及熱磷酸；鐵一般是為了降低成本加入的，並不改變耐蝕性；鉬提高鎳基合金在非氧化性酸中的耐蝕性，顯著改善耐點蝕和縫隙腐蝕能力；矽是氧化處理後的殘留物質或者是為了提高抗氧化性專門新增的，矽的含量一般嚴格控制，防止生成有害第二相；鋁可以提高耐高溫氧化性；碳在鎳基合金中是被嚴格控制的，因為碳和其他元素容易形成晶界第二相，從而降低材料耐蝕效能。一般認為，鎳基合金具有優異耐蝕性的原因是表層形成了穩定的鈍化膜，鈍化膜的結構和耐蝕性與材料的成分和溶液環境相關。

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