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(知胜大咖)镍基耐蚀合金的典型代表

作者:海山工作室时间:2024-01-19 18:07:56 次浏览

信息摘要:

镍基合金焊条A3B型金属间化合物γ[Ni3(Al,Ti)]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。

上海允睿特种合金

耐腐蚀合金广播

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主要合金元素为铜、铬、钼。 综合性能良好,能抵抗各种酸腐蚀和应力腐蚀。 最早应用(1905年美国生产)的是镍铜(Ni-Cu)合金,又称蒙乃尔合金(Monel Alloy Ni 70 Cu30); 此外,还有镍铬(Ni-Cr)合金(即镍基耐热合金、耐腐蚀合金中的热腐蚀合金)、镍钼(Ni-Mo)合金(主要指哈氏合金B系列)、镍铬钼(Ni-Cr-Mo)合金(主要指哈氏合金C系列)等。同时,纯镍也是镍基耐腐蚀合金的典型代表。 这些镍基耐腐蚀合金主要用于制造石油、化工、电力等各种耐腐蚀环境的零件。

镍基耐腐蚀合金大多具有奥氏体结构。 在固溶和时效处理状态下,合金的奥氏体基体和晶界上存在金属间相和金属碳氮化物。 各种耐腐蚀合金按成分分类,其特点如下:

Ni-Cu合金在还原性介质中的耐蚀性比镍好,在氧化性介质中耐蚀性比铜好。 在没有氧气和氧化剂的情况下,能耐高温氟气、氟化氢和氟化氢。 耐酸材料(参见金属腐蚀)。

镍铬合金是镍基耐热合金; 主要在氧化性介质条件下使用。 耐高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀,其耐腐蚀性随铬含量的增加而增强。 该类合金还具有良好的耐氢氧化物(如NaOH、KOH)腐蚀和抗应力腐蚀能力。

Ni-Mo合金主要用于减少介质腐蚀的条件下。 是耐盐酸腐蚀最好的合金,但在氧气和氧化剂存在下,耐腐蚀性会显着下降。

Ni-Cr-Mo(W)合金具有上述Ni-Cr合金和Ni-Mo合金的性能。 主要用于氧化还原混合介质条件下。 该类合金在高温氟化氢气体、含有氧气和氧化剂的盐酸和氢氟酸溶液以及室温湿氯气中均具有良好的耐蚀性。

Ni-Cr-Mo-Cu合金既耐硝酸腐蚀,又耐硫酸腐蚀,在某些氧化还原混合酸中也有良好的耐蚀性。 [1]

耐磨合金广播

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主要合金元素为铬、钼、钨,还含有少量铌、钽、铟。 除具有耐磨性外,还具有良好的抗氧化、耐腐蚀和焊接性能。 可用于制造耐磨零件,也可作为涂层材料,通过堆焊、喷涂工艺覆盖在其他基材的表面。

镍基合金粉末包括自熔性合金粉末和非自熔性合金粉末。

非自熔性镍基粉末是指不含B、Si或B、Si含量较低的镍基合金粉末。 此类粉末广泛应用于等离子弧喷涂、火焰喷涂和等离子表面强化。 主要包括:镍铬合金粉末、镍铬钼合金粉末、镍铬铁合金粉末、镍铜合金粉末、镍磷及镍铬磷合金粉末、镍铬钼铁合金粉末合金粉末、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基耐磨耐蚀合金粉末等

在镍合金粉末中添加适量的B和Si,形成镍基自熔性合金粉末。 所谓自熔性合金粉末,又称共晶合金、硬面合金,是添加能与镍、钴、铁形成低熔点共晶的合金元素(主要是硼、硅)而形成的一系列粉末。基合金。 材料。 常用的镍基自熔合金粉末有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 ,高钼镍基自熔合金粉末,高铬钼镍基自熔合金粉末,Ni-Cr-WC基自熔合金粉末,高铜自熔合金粉末,碳化钨弥散镍-基自熔性合金粉末 合金粉末等

合金中各种元素的作用:

●硼、硅元素的作用:显着降低合金熔点,扩大固液温度区,形成低熔点共晶; 脱氧还原和排渣功能; 对涂层的硬化和强化作用; 以及操作流程绩效的改进

●铜元素的作用:提高对非氧化性酸的耐腐蚀性

●铬元素的作用:固溶强化和钝化; 提高耐腐蚀性和高温抗氧化性能; 过量的铬易与碳、硼形成碳化铬、硼化铬硬质相,提高合金硬度和耐磨性

●钼元素的作用:其较大的原子半径使固溶后的晶格产生较大的畸变,显着强化合金基体,提高基体的高温强度和红硬性; 能切断和减少涂层中的网络结构; 并提高抗气体侵蚀和侵蚀能力。 [2]

精密合金广播

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包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热合金等。最常用的软磁合金是坡莫合金,其含镍量在80%左右。 其最大磁导率和初始磁导率较高,矫顽力较低。 是电子工业中重要的铁芯材料。 镍基精密电阻合金的主要合金元素是铬、铝、铜。 该合金电阻率高,电阻率温度系数低,耐腐蚀性能好,用于制造电阻器。 镍基电热合金是含铬20%的镍合金。 具有良好的抗氧化、抗腐蚀性能,可在1000~1100℃温度下长期使用。 [3]

记忆合金广播

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含有 50(at)% 钛的镍合金。 其恢复温度为70℃,形状记忆效果良好。 镍钛成分比例的微小变化即可使恢复温度在30~100℃范围内变化。 多用于制造航天器中使用的自动开启结构件、航空航天工业中使用的自激紧固件、生物医学中使用的人工心脏马达等[3]。

应用现场直播

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镍基合金应用于许多领域,例如:

1、海洋:海洋环境中的海洋建筑物、海水淡化、海水养殖、海水热交换等。

高温合金

2、环保领域:火力发电烟气脱硫设备、废水处理等。

3、能源领域:原子能发电、煤炭综合利用、波浪发电等。

4、石化行业:炼油、化工设备等。

5、食品领域:制盐、酱油酿造等,在上述很多领域,普通不锈钢304是无法胜任的。 在这些特殊领域,特种不锈钢是不可或缺的、无法替代的。 近年来,随着经济的快速发展和工业领域水平的不断提高,越来越多的项目需要更高等级的不锈钢。 随着各行业对镍基合金需求的增长。 2011年,我国镍基合金市场规模达到230.7亿元,同比增长19.47%。 因此,行业发展水平呈稳步上升趋势。

市场趋势报告

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1、产品结构

随着我国宏观经济环境和产业发展形势的良好运行,各行业都或多或少受到了相应的影响,镍基合金行业也不例外。 此外,行业内企业近年来不断引进国外先进生产。 装备及配套技术带动了镍基合金行业市场的繁荣和发展。 目前主要产品有合金镍粉、镍合金型材、镍合金丝、镍合金管等几种基础产品。

2. 价格

价格是镍基合金企业制定策略时主要考虑的因素。 由于目前镍基合金行业集中度高,竞争激烈。 但未来,随着我国经济运行形势向好发展,我国廉价劳动力的劳动力成本也在逐年增加。 此外,镍基合金产业逐渐开始集群化发展,并集中在某些领域与国内知名机构形成上、中、下游结构完整。 周边加大了对工业体系的支撑,最终将导致镍基合金产品的价格呈现上涨趋势。

3. 渠道

目前,我国镍基合金行业营销渠道分为以下两种:一是生产企业——经销商——消费者;二是生产企业——经销商——消费者; 另一种是生产企业-代理商-经销商-消费者。 这种营销渠道有一定的局限性。 市场瓶颈。 未来,我国镍基合金行业产品营销渠道有可能向宽渠道、长渠道拓展,加强与上下游企业的紧密供应,与科研界、学术机构等的密切合作,从而延伸自身企业的产业链。 ,走向一体化的全产业链模式,为自有企业赢得更多的市场份额,同时推动镍基合金行业的整体发展。

4、服务

随着科技的进步,产品技术越来越复杂,消费者对企业的依赖性也越来越强。 他们在选择产品时,不仅选择产品本身,还希望在选择产品后得到可靠、周到的服务。 一个企业的质量保证、服务承诺、服务态度、服务效率已经成为消费者判断产品质量、决定选择与否的重要条件。 [4]

市场分析报告

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国内市场

1、竞争格局

镍合金主要应用于家用领域的电子电气产品,主要用于电视机制造、家电制造等。

曾有人预测铜合金引线框架带材将完全取代镍合金引线框架带材。 目前的市场筛选和分类表明,镍合金不能完全取代它们,镍合金占20%,铜合金占80%。 部分。 近年来,随着集成电路的小型化,Ni42镍合金带材由于其特殊性能,其用途不断扩大。

2、驱动力

1、镍基合金材料国产化水平较低,机会较大

我国已是世界彩电、彩管生产大国。 但迄今为止,彩管金属功能材料基本依赖进口,彩管材料国产化率不足10%。 这为我国精密合金产业的发展提供了发展空间。 ,高精度合金板带材已列入国家鼓励的高新技术项目,因此显像管电视用镍合金带材仍将有大量用量。

2、镍基合金材料在电视行业具有不可替代性。

3、低膨胀镍合金优势明显。

3. 障碍因素

1、彩电等家电行业竞争激烈,行业整体进入微利时代。

彩电行业可以说是家电行业中甚至与经济领域任何一个行业相比,最具市场化的行业之一。 低价策略的无序竞争,让彩电行业整体进入了微利时代。 当然,这可能只适用于长期经历价格战的国内彩电厂商。 外国跨国公司则不能这么说。

2、家用电子行业镍基合金使用比例下降。

商业市场

高温合金

1、竞争格局

国际镍研究组织(INSG)预计全球镍消费量将从2010年的143万吨上升到2011年的153万吨。INSG对2010年和2011年的产量预测不包括可能影响产量的调整。 2009年镍市场过剩量约为11万吨,全球产量135万吨,消费量124万吨。

2、驱动力

国内镍合金市场需求快速增长,发展前景良好。 目前,国内镍合金板带加工业正处于新旧产业更替阶段,市场机遇良好。 国内镍合金加工整体水平落后,体现在工艺技术、产品规格、产品质量、生产规模等方面,国家急需电子电气行业用镍合金带材和镍合金板材用于工业建设。

3. 障碍因素

1、国内镍合金加工整体水平落后

主要体现在工艺技术、产品规格、产品质量、生产规模等方面,国际上急需的电子电气工业用镍合金带材、工业建筑用镍合金板材等,目前大多依靠外国进口并受到外国限制。 因此,全面提高镍合金加工水平、加快产品结构调整和技术进步刻不容缓。 这是国家对镍合金产业发展的要求,也是加快经济发展的必然。

2、原材料价格波动较大,将成为未来主要竞争点。

镍及镍合金板带材作为重要的金属材料,具有很强的附加值能力。 随着我国经济的发展,对镍基镍合金板带材的需求日益旺盛,产品价格也会随着市场的发展而波动。 [4]

耐热合金广播

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镍基合金的代表性材料包括:

1、Incoloy合金,如Incoloy800,主要成分是; 32Ni-21Cr-Ti、铝; 它是一种耐热合金;

2、Inconel合金,如Inconel600,主要成分是; 73Ni-15Cr-Ti、铝; 它是一种耐热合金;

3、哈氏合金,即哈氏合金,如Hastelloy C-276,主要成分是; 56Ni-16Cr-16Mo-4W; 它是一种耐腐蚀合金;

4、蒙乃尔合金,即蒙乃尔合金,如蒙乃尔400,主要成分是; 65Ni-34Cu; 它是一种耐腐蚀合金; [5]

合金元素

主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中Cr、Ai等主要起抗氧化作用,其他元素有固溶强化、沉淀强化和晶界强化。

高温合金

镍基合金焊条

在650~1000℃高温下具有较高的强度和一定的抗氧化、抗腐蚀能力。 由于其具有足够高的高温强度和抗氧化、抗腐蚀的能力,常用于制造飞机发动机叶片、火箭发动机、核反应堆、能源转换设备等。 高温零件。 [5]

发展历程

镍基高温合金(以下简称镍基合金)开发于20世纪30年代末。 英国于1941年首先生产镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti); 为了提高蠕变强度,添加了铝,开发了Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。 20世纪40年代中期的美国、1940年代末的苏联和20世纪50年代中期的中国也开发了镍基合金。 镍基合金的发展包括合金成分的改进和生产工艺的创新两个方面。 20世纪50年代初,真空熔炼技术的发展为精炼含高铝、钛的镍基合金创造了条件。 早期的镍基合金大多数是变形合金。 20世纪50年代后期,由于涡轮叶片工作温度的提高,要求合金具有更高的高温强度。 然而,当合金的强度很高时,就很难甚至不可能变形。 因此,采用熔模铸造技术开发了一系列性能良好的合金。 高温强度铸造合金。 20世纪60年代中期,开发了定向结晶和单晶高温合金以及性能更好的粉末冶金高温合金。 为了满足船舶和工业燃气轮机的需要,20世纪60年代以来,开发了一批具有良好热腐蚀性能和稳定结构的高铬镍基合金。 从1940年代初到1970年代末的约40年间,镍基合金的工作温度从700℃上升到1100℃,每年平均上升10℃左右。 [5]

成分表现

镍基高温合金得到广泛应用。 主要原因是,首先,镍基合金可以溶解更多的合金元素,保持更好的结构稳定性; 其次,它们能形成共格有序的A3B型金属间化合物γ[Ni3(Al,Ti)]作为强化相,使合金得到有效强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度; 第三,含铬镍基合金比铁基高温合金具有更好的抗氧化和抗氧化性能。 气体腐蚀能力强。 镍基合金含有十多种元素,其中Cr主要起抗氧化、防腐蚀作用,其他元素主要起强化作用。 按强化方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、钴、铬、钒等; 沉淀强化元素,如铝、钛、铌、钽; 晶界强化元素,如硼、锆、镁、稀土元素等。

镍基高温合金按强化方法分为固溶强化合金和沉淀强化合金。 [5]

生产流程

在冶炼方面:为了获得较纯净的钢水,降低气体含量和有害元素含量; 同时,由于某些合金中存在Al、Ti等易氧化元素,非真空熔炼难以控制; 而为了获得更好的热塑性,镍基耐热合金通常采用真空感应炉冶炼,甚至采用真空感应熔炼加真空自耗炉或电渣炉重熔的方法生产。

变形方面:采用锻造、轧制工艺。 对于热塑性较差的合金,则采用均匀挤压然后轧制或直接挤压工艺,并采用低碳钢(或不锈钢)护套。 变形的目的是破坏铸件组织,优化显微组织。

铸造:通常采用真空感应炉熔炼母合金,保证成分并控制气体和杂质含量,采用真空重熔-精密铸造制造零件。

热处理:变形合金和部分铸造合金需要进行热处理,包括固溶处理、中间处理和时效处理。 以Udmet 500合金为例,其热处理制度分为四个阶段:固溶处理,1175℃,2小时,空冷; 中间处理,1080℃,4小时,空冷; 一次时效处理,843℃,24小时,空冷; 二次时效处理,760℃,16小时,空冷。 以获得所需的组织地位和良好的综合绩效。 [5]

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