镍基合金文献综述(总结)
镍基合金
发展历史
镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于 1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变 强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年 代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。 镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。 50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造 了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶 片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高 了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展 出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好 的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和 工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、 组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间 内，镍基合金的工作温度从 700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃ 左右。源自成分和性能
镍基高温合金中应用最为广泛。 主要原因在于： 一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较 好的组织稳定性； 二是可以形成共格有序的 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。镍基合金含有十多种元素，其 中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强 化作用。；
主要应用
在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的 抗氧化腐蚀能力，由于足够高的高温强度与抗 氧化腐蚀能力，所以常用于制造航空发动机叶 片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备上 的高温零部件。 具有优良的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到 980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并 且耐盐雾气氛下的应力腐蚀。可广泛用于制造 航空发动机零部件、宇航结构部件、化工设备 和接触海水并承受高机械应力的场合。
镍基合金材料
镍基合金材料
镍基合金是一种具有优异性能的金属材料，广泛应用于航空航天、石油化工、电力等领域。
镍基合金具有优异的耐高温、耐腐蚀、高强度和良好的加工性能，因此备受工程技术领域的青睐。
首先，镍基合金具有优异的耐高温性能。
在高温环境下，镍基合金能够保持较高的强度和韧性，不易发生变形和热膨胀，因此被广泛应用于航空发动机、航天器件等高温工作环境中。
其优异的高温性能使得镍基合金成为高温结构材料的首选。
其次，镍基合金具有良好的耐腐蚀性能。
在腐蚀介质中，镍基合金能够保持良好的稳定性和耐蚀性，不易发生腐蚀和氧化，因此被广泛应用于化工设备、海洋工程等腐蚀性环境中。
其优异的耐腐蚀性能使得镍基合金成为耐蚀材料的首选。
另外，镍基合金具有高强度和良好的加工性能。
镍基合金在高温环境下仍能保持较高的强度和硬度，同时具有良好的塑性和可加工性，能够满足复杂构件的加工需求，因此被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
其优异的强度和加工性能使得镍基合金成为高性能结构材料的首选。
总的来说，镍基合金具有优异的耐高温、耐腐蚀、高强度和良好的加工性能，是一种非常重要的金属材料。
随着科学技术的不断发展，镍基合金的性能和应用领域将会得到进一步拓展和提升，为各个领域的工程技术提供更加可靠和高效的材料支撑。
镍基合金
Cr在Ni在中的溶解度 Al是镍基合金中相的主要形 在显微组织正常的镍基 较高，且随着温度的 成元素，通过γ’相在合金中 高温合金中，主要是γ 升高溶解度增大。在 的弥散分布，从而强化镍基 相和γ’相，还有几种相 镍基高温合金中的作 合金。而γ’相也可以溶入更 是在合金的服役过程中 用主要是提高合金的 多的合金元素，如Ta、Cr、 析出的。γ相是通常含 抗氧化和抗腐烛能力， Mo、W等，从而强化和稳 有较大数量固溶元素 在高温环境中，可在 定γ’相。在高温环境条件下，(如Co、Cr、Mo和W) 合金表面形成氧化膜， Al可在镍基合金表面形成氧 的连续分布的面心立方 氧化膜可以阻碍合金 化膜，提高合金的抗氧化和 结构的镍基奥氏体相。 进一步被氧化和被腐 抗腐烛性能。 蚀。
可以看出，经不同温度高温氧化100h后， 合金的氧化动力学曲线的特征基本相同， 在氧化初期，合金氧化增重较快，随着氧 化时间的延长，合金氧化增重的幅度相对 减小，且随氧化时间的不断延长这种趋势 趋于更加明显。镍基合金经850°C高温氧 化100h后的动力学曲线，如图2.1中曲线a所 示，合金氧化14h后，合金的氧化增重为 0.841mg/cm2，合金氧化100h后，其氧化增 重为1.2996mg/cm2，可以计算得出合金在850℃高温氧化100h的平均氧化速率 为0.012996mg/(cm2· h)。900°C时合金高温氧化100h后的动力学曲线，如图 2.1中b曲线所示，可以看出，合金氧化14h后的氧化增重为0.9556mg/cm2，合 金氧化后100h，其氧化增重为1.43mg/cm2，可以计算得出合金在900℃高温氧 化的平均氧化速率为0.0143mg/(cm2· h)。合金在950℃高温氧化100h后的动力 学曲线，如图2.1中曲线c所示，合金氧化14h后，合金的氧化增重为 1.3264mg/cm2，合金氧化100h后，其氧化增重为2.38mg/cm2, 可以计算得出合 金在900℃高温氧化100h平均氧化速率为0.0238mg/(cm2· h)在850℃~950℃恒温 氧化期间，合金表面氧化物膜无明显剥落。
镍基高温合金材料的研究进展
镍基高温合金材料的研究进展一、本文概述镍基高温合金材料作为一种重要的金属材料，以其出色的高温性能、良好的抗氧化性和优异的力学性能，在航空航天、能源、化工等领域具有广泛的应用。
随着科技的快速发展，对镍基高温合金材料的性能要求日益提高，其研究进展也备受关注。
本文旨在全面综述镍基高温合金材料的最新研究进展，包括其成分设计、制备工艺、组织结构、性能优化以及应用领域等方面，以期为未来镍基高温合金材料的进一步发展提供理论支持和指导。
本文首先介绍了镍基高温合金材料的基本概念和特性，概述了其在不同领域的应用现状。
随后，重点分析了镍基高温合金材料的成分设计原理，包括合金元素的选取与配比，以及如何通过成分调控优化材料的性能。
在制备工艺方面，本文介绍了近年来出现的新型制备技术，如粉末冶金、定向凝固、热等静压等，并探讨了这些技术对材料性能的影响。
本文还深入探讨了镍基高温合金材料的组织结构特点，包括相组成、晶粒大小、位错结构等，并分析了这些结构因素对材料性能的影响机制。
在性能优化方面，本文总结了通过热处理、表面处理、复合强化等手段提高镍基高温合金材料性能的研究进展。
本文展望了镍基高温合金材料在未来的发展趋势和应用前景，特别是在新一代航空航天发动机、核能发电、高温传感器等领域的应用潜力。
通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员和企业提供有益的参考和借鉴，推动镍基高温合金材料的进一步发展和应用。
二、镍基高温合金的基础知识镍基高温合金，也称为镍基超合金，是一种在高温环境下具有优异性能的特殊金属材料。
它们主要由镍元素组成，并添加了各种合金元素，如铬、铝、钛、钽、钨、钼等，以优化其热稳定性、强度、抗氧化性、抗蠕变性和耐腐蚀性。
镍基高温合金的这些特性使其在航空航天、能源、石油化工等领域具有广泛的应用。
镍基高温合金之所以能够在高温环境下保持优异的性能，主要得益于其微观结构的特殊性质。
这些合金在固溶处理和时效处理后，会形成一系列复杂的金属间化合物，如γ'、γ''和γ'″等，这些化合物在基体中弥散分布，起到了强化基体的作用。
镍基高温合金的研究和应用
镍基高温合金的研究和应用王睿【摘要】镍基高温合金是通常以镍铬为合金基体,并根据具体需求加入不同的合金元素,从而形成的单一奥氏体基体组织.由于镍元素在化学稳定性、合金化能力和想稳定性上的优势,镍基高温合金相对于铁基和钴基高温合金具有更优异的高温强度、抗疲劳性能、抗热腐蚀性、组织稳定性等性能.经过几十年发展和完善,我国高温合金领域在合金设计方法、合金种类、冶炼和热处理工艺、工业化管理等方面均取得了较大的进展,而凭借其独特的优势,镍基高温合金已经成为当代航空航天和燃气轮机工业中地位最重要的高温结构材料.本文主要从常见镍基高温合金分类、冶炼工艺和处理方式、强化机理以及合金化等方面,简要介绍了镍基高温合金的主要研究进展和实际应用.%Nickel-base high-temperature alloys are usually made of nickel-chromium alloy and different alloy elements are added according to specific requirements, thus forming a single austenitic matrix. Because of the advantages of chemical stability, alloying ability and relative stability of nickel element, Nickel-base high-temperature alloys has more excellent high temperature strength, fatigue resistance, thermal properties, such as corrosion resistance, stability of the organization. After decades of development and improvement, the high temperature alloys in China have made great progress in the aspects of alloy design methods, alloy types, smelting and heat treatment processes, industrialization management, etc. With their unique advantages, Ni-based superalloys have become themost important high temperature structural materials in the aerospace and gas turbine industries. In this paper, the main research progress andpractical application of nickel-based superalloy are briefly introduced from the aspects of classification, smelting process and treatment, strengthening mechanism and alloying of common Ni-based superalloys.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】2页(P50-51)【关键词】镍基高温合金;航空航天【作者】王睿【作者单位】江苏省常州市武进区前黄高级中学国际分校江苏 213000【正文语种】中文【中图分类】T高温合金特指以镍、钴、铁或三者与铬的合金为基体,能够承受苛刻的机械应力和600℃以上高温环境的一类高温结构材料.它一般具有较高的室温和高温强度、良好的抗蠕变性能和疲劳性能、优良的抗氧化性和抗热腐蚀性能、优异的组织稳定性和使用可靠性.上个世纪50年代初,我国通过仿照前苏联,自主研制并生产了出第一款高温合金GH3030,从而拉开了我国对于高温合金研究和应用的序幕.20世纪60年代初,我国投入大量人力和物力研究高温合金等军工领域用材料,许多高温合金的研究和生产中心在此时得以建立,并且引进了大量的科研和检测设备.这一阶段,考虑到我国本身存在quot;缺钴少镍quot;的情况,因此我国在高温合金领域特别是铁基高温合金上取得了前所未有的突破,研究和生产均出具规模,生产了诸如GH4037、K417等多个牌号的高温合金.但是由于基体本身化学和物理性质的原因,铁基高温合金在多方面均远逊色与同成分的镍基高温合金,因此在改革开放后,镍基高温合金逐渐成为我国高温合金研究和生产的主体,通过全面紧扣镍原矿,引进欧美技术,我国在粉末镍基高温合金,单晶镍基高温合金和定向凝固柱晶高温合金等尖端领域均取得了重大突破,先后推出了FGH 系列粉末涡轮盘材料,第一、二代单晶镍基高温合金DD402、DD26等.本文主要从镍基高温合金常见分类、冶炼和制备工艺、强化机理和合金化、实际应用等几个方面来简要介绍了镍基高温合金的研究发展.镍基高温合金具有许多种类,通常按照成型工艺的不同,将其分为铸造高温合金和变形高温合金.铸造高温合金由铸造工艺制备,通常分为等轴晶、定向柱晶和单晶三种.而变形高温合金普遍由粉末工艺制备,分为粉末高温合金和弥散强化型高温合金,通常具有良好的冷热加工性能和力学性能.(1)粉末高温合金利用粉末冶金工艺制造而成的高温合金称为粉末高温合金.传统铸造-锻造工艺制成的高合金化高温合金,存在宏观偏析严重、难于成型、疲劳性低等缺点,因此在工艺生产中并未大规模使用.随着粉末工艺的推广,通过在真空或惰性气体气氛下,以制粉工艺将高合金化难变形高温合金制成细小粉末,再通过不同的成形法制成目标合金.由于晶粒细小、成分均匀、微观偏析轻微,故相对于传统铸造合金,粉末高温合金往往在热加工性能,屈服强度和疲劳强度等力学性能上均得到较大提升.目前我国常用的粉末高温合金主要有FGH系列等,其中80年代研制的FGH95是目前强度最高的粉末高温合金.(2)定向柱晶高温合金通过定向凝固技术,使得合金内的横向晶界被消除,制备出只保留了平行于主应力轴的单一晶界的合金称为定向柱晶高温合金.定向凝固柱晶工艺通过螺旋选晶器或籽晶法,只允许一个柱状晶生长,可制成消除一切晶界的单晶涡轮叶片或导向叶片.定向柱晶高温合金具有优异的高温强度和屈服强度,并且相较于单晶高温合金,工艺更为简单、制作成本和检验成本也更低,因此定向柱晶高温合金被广泛应用于涡轮叶片的制造.(3)单晶高温合金采用定向凝固工艺消除所有晶界的高温合金称为单晶高温合金.单晶高温合金同样采用定向凝固技术,但是在型壳设计上增加了单晶选择通道.由于合金内一切晶界被消除,合金化程度很高,其高温强度、疲劳性能等力学性能相对于等轴晶和定向柱晶高温合金有了大幅度的提高,因此在尖端航空领域,单晶高温合金得到广泛应用,比如美国F35战斗机涡轮叶片所采用的的即使第三代镍基单晶高温合金CMSX-10.但是单晶高温合计由于制造成本相对较高、工艺复杂,因此使用受到局限.不同种类的镍基高温合金采用的制备方式截然不同,定向柱晶高温合金和单晶高温合金均采用定向凝固技术,粉末高温合金采用粉末冶金工艺方法生产,而传统的铸造高温合金采用铸-锻工艺生产.粉末高温合金和单晶高温合金是时下应用最前沿的两类镍基高温合金,因此对于其制备方法的研究是具有直接代表意义的.(1)定向凝固技术制备单晶高温合金和定向柱晶高温合金通常采用定向凝固技术,二者差别在于单晶高温合金往往会增设单晶选择通道.现在常用的定向凝固技术有,高速凝固法(HRS)、液态金属冷却法(LMC)、发热剂法(EP)和功率降低法(PD)等,这其中高速凝固法和液态金属凝固冷却法是目前应用最广的制造工艺.高速凝固法(HRS)通过在加热区底部增设了隔热挡板,并且在水冷底盘添加水冷套,使浇注后型壳与加热器之间发生了相对移动,增大了挡板附近的温度梯度,从而实现细化组织,消除晶界各异性的目的.液态金属冷却法(LMC)则是通过加入一个冷却剂槽,通常以锡为冷却剂.当合金熔体浇注成型后,将其从加热器中移出并逐渐匀速浸入到液态锡冷却剂中,这样在合金凝固表面和内部形成了较大的温度梯度,促使晶粒以单一方向生长.通过控制诸如冷却剂温度、浸入速率等参数可以调整合金的晶粒尺寸.(2)粉末冶金工艺粉末冶金工艺通常分为粉末制备和粉末固结两个阶段.目前在实际生产中的粉末制备工艺主要采用气体雾化法和旋转电极法.气体雾化法又被称为AA法,首先将真空熔炼过的母合金加入到雾化设备中,在真空环境下进行重熔,熔解的合金经由漏嘴流出后,在高压气体流的冲击下被雾化成粉末,其中氩气是最常用的气体.旋转电极法则是将合金料在高速旋转,利用固定的钨电极产生等离子弧来连续熔化合金料,这样在离心力的作用下,形成的液滴飞出形成了细小的粉末.粉末制备成功后,需要进行固结以便成形.由于传统的高温合金粉末中往往含有难烧结且易氧化元素,因此在传统的直接烧结工艺下成形相当困难,必须引入高温高压气氛.目前常见的粉末固结方式有真空热压成形、热等静压成形、热挤压和锻造、电火花烧结等成型方法,其中热等静压和热挤压是国内常用的两个工艺.镍基高温合金的强化效应通常组织强化和工艺强化两种.第一种是因为高温合金中的合金元素和基体元素相互作用,引起组织的变化而产生的强化效应.工艺强化是通过改良生产工艺、处理方式、锻造工艺等来实现对高温合金性能的提升.众多强化方式中,合金化对于高温合金性能的改变尤为重要.镍可以通过固溶、形成第二相等方式与加入的合金元素相互作用,其中常见的合金元素有Cr,W,Mo,Re,Al,Ti,Ta,C,B,Zr和稀土元素等十余种合金元素,这些元素在合金中起着不同的作用.Cr是镍基高温合金中含量相对较高的一个元素,它以固溶态存在于基体中,从而改善镍基高温合金的抗氧化性和抗热腐蚀性.W和Mo通过提高扩散激活能,降低合金中的扩散,从而增强原子间结合力,提高合金的硬度和高温强度.Al 是最主要的γ'相形成元素,且在高温下能形成保护性的氧化膜,提高合金的抗氧化性能,因此Al也常被用于表面化处理.其他如C,B,Zr和稀土元素等微量元素,在镍基高温合金中的含量均在1%以下,但是也起着很强的作用.经过几十年的研究和发展,镍基高温合金虽已经在多个方面均取得较大的突破,但为了满足航空、航天领域对于高性能高温合金材料不断增加的需求,也为了应对相关领域的国际竞争,增加我国的制空竞争力,在以后得研究中仍得从以下几个方面加强:(1)建立和完善更有效的合金设计方法,通过调整合金元素的比例,改善制造工艺来得到强度更高,质量更轻,成本更低的镍基高温合金;(2)应该对尖端高温合金诸如第三代单晶高温合金、第五代粉末高温合金的研制,改善制备工艺,使得这类合金的性能和质量更加稳记录并完善合金的性能和数据;(3)要扩大应用范围,扩展对于民用燃气轮机中高温合金的研制和开发.总之,镍基高温合金是航空航天领域发展的核心关键,高温材料的强度决定了飞机发动机的推重比和性能,因此研究镍基高温合金是认识材料领域,了解我国乃至世界航空航天领域发展,探索我国国防事业的一块敲门砖.王睿,男,江苏省常州市武进区前黄高级中学国际分校;研究方向:材料类.【相关文献】[1]郭建亭.高温材料学[J].北京:科学出版社,2010.06.[2]张义文.粉末高温合金研究进展[J].中国材料进展,2013年第1期.[3]孙晓峰.镍基单晶高温合金研究进展[J].中国材料进展,2012年第12期.[4]王斌,Al对高温合金高温抗氧化性能的影响[J].材料热处理技术,2012年5月.。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述本文简要介绍了镍基高温合金的概况以及合金各元素成分设计的发展，其中难溶元素的比例逐渐增加，但促进了TCP相的生成，添加一定比例的Ru元素有抑制TCP相生成的作用。
本文还探讨了未来镍基高温合金将向着更强、更轻、更便宜、更耐腐蚀的发展趋势。
标签：镍基高温合金的发展；Ru；Re；TCP相1 引言随着航空航天工业的不断发展，高温合金的开发与研究越来越被人们所关注。
高温合金是指能够在600℃温度以上条件下可以工作，并可以承受加大应力，有一定耐腐蚀性、抗氧化性等良好高温性能的合金[1]。
高温合金主要应用在航空航天发动机中，其中涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、燃烧室等部件几乎由高温合金制成。
按合金基体元素分类，高温合金主要分为铁基高温合金，钴基高温合金以及镍基高温合金[2]。
其中镍基高温合金拥有良好的组织结构及蠕变性能，是作为航空发动机的首选材料。
2 镍基高温合金概述镍基高温合金在航空航天领域应用比较广泛，约有40%的高温合金为镍基高温合金。
镍基高温合金主要成分为Ni、Co、Cr、W、Mo、Re、Ru、Al、Ta、Ti 等元素，基体为镍元素，含量在60%以上，主要工作温度段在950℃-1100℃，在此温度段内服役时，其有较高的强度，较强的抗氧化能力以及抗腐蚀能力。
镍基高温合金的发展始于英国的80Ni-20Cr合金，人们在其中添加了少量的Ti和Al，发现了强化相，继而开启了发展镍基高温合金的篇章[3]。
60年代初期，人们发现合金的中温性能较差，叶片在工作中有断裂情况发生，经研究发现，合金中境界出杂质较多，原子扩散速率较快，晶界成为在镍基高温合金服役中易发生裂纹的环节，基于这一问题，人们开始研究定向凝固技术。
定向凝固技术就是使合金在生长过程中只沿应力轴方向生长，具有代表性的合金是美国研制的PWA 1422。
从此镍基高温合金的发展进入到新的时期[4]。
但是随着航空航天也的发展，对合金性能的要求越来越高，纵向晶界仍然是影响其高温性能的主要病因。
镍基高温合金材料研究进展汇总
镍基高温合金材料研究进展汇总第一篇：镍基高温合金材料研究进展汇总镍基高温合金材料研究进展姓名：李义锋镍基高温合金材料概述高温合金是指以铁、镍、钴为基，在高温环境下服役，并能承受严酷的机械应力及具有良好表面稳定性的一类合金[1]。
高温合金一般具有高的室温和高温强度、良好的抗氧化性和抗热腐蚀性、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用的可靠性[2]。
因此，高温合金既是航空、航天发动机高温部件的关键材料，又是舰船、能源、石油化工等工业领域不可缺少的重要材料，已成为衡量一个国家材料发展水平的重要标志之一。
在整个高温合金领域中，镍基高温合金占有特殊重要的地位。
与铁基和钴基高温合金相比，镍基高温合金具有更高的高温强度和组织稳定性，广泛应用于制作航空喷气发动机和工业燃气轮机的热端部件。
现代燃气涡轮发动机有50%以上质量的材料采用高温合金，其中镍基高温合金的用量在发动机材料中约占40%。
镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能，适合长时间在高温下工作，能够抗腐蚀和磨蚀，是最复杂的、在高温零部件中应用最广泛的、在所有超合金中许多冶金工作者最感兴趣的合金。
镍基高温合金主要用于航空航天领域950-1050℃下工作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。
因此，研究镍基高温合金对于我国航天航空事业的发展具有重要意义。
镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50)、在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金[2]。
它是在Cr20Ni80合金基础上发展起来的，为了满足1000℃左右高温热强性(高温强度、蠕变抗力、高温疲劳强度)和气体介质中的抗氧化、抗腐蚀的要求，加入了大量的强化元素，如W、Mo、Ti、Al、Nb、Co等，以保证其优越的高温性能。
除具有固溶强化作用，高温合金更依靠Al、Ti等与Ni形成金属问化合物γ′相(Ni3A1或Ni3Ti等)的析出强化和部分细小稳定MC、M23C6碳化物的晶内弥散强化以及B、Zr、Re等对晶界起净化、强化作用。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述1. 介绍镍基高温合金是一类在高温环境下具有优异性能的关键结构材料。
本文将全面、详细、完整且深入地探讨镍基高温合金的发展历程、特点、应用领域等相关内容。
2. 发展历程2.1 第一代镍基高温合金•由于20世纪40年代至50年代初钴基高温合金的应用限制，镍基高温合金得到迅速发展。
•第一代镍基高温合金主要在航空发动机领域得到应用，如涡轮叶片、燃烧室零部件等。
2.2 第二代镍基高温合金•第二代镍基高温合金在组织结构和配合元素方面进行了改进，提高了合金的性能。
•新的合金设计原则和制备工艺使得合金具有更好的高温强度、耐氧化性和抗蠕变性能。
•第二代镍基高温合金主要应用于航空航天、能源以及化工领域。
2.3 第三代镍基高温合金•第三代镍基高温合金通过引入奇异金属、微合金元素和稀土元素等进行改进，进一步提高合金性能。
•镍基单⽚晶高温合金、镍基镍二基体高温合金等新型合金在高温强度、耐腐蚀性和疲劳寿命等方面取得重要突破。
•第三代镍基高温合金在航空、汽车、石化等行业中得到广泛应用。
3. 特点3.1 高温强度•镍基高温合金具有优异的高温强度，能够在高温下保持较好的力学性能。
•合金中的强化相和固溶体相可以有效提高合金的抗拉强度和屈服强度。
3.2 耐氧化性•镍基高温合金具有出色的耐氧化性能，能够在高温下长时间稳定地抵抗氧化反应。
•氧化层的形成和增长能够减缓合金的氧化速率，提高合金的使用寿命。
3.3 抗蠕变性•镍基高温合金能够在高温下抵抗蠕变现象的发生，保持较好的形变能力和稳定性。
•合金中的蠕变阻滞相能够有效抑制晶间滑移和晶粒边界滑移，提高合金的抗蠕变能力。
3.4 耐腐蚀性•镍基高温合金具有优良的耐腐蚀性能，能够在酸碱等腐蚀介质中长时间稳定地使用。
•合金中的合金化元素和稀土元素能够提高合金的耐腐蚀性，延长合金的使用寿命。
4. 应用领域4.1 航空航天领域•镍基高温合金在航空发动机、航空轴承等关键部位的应用得到广泛推广。
镍基耐蚀合金的研究进展
镍基耐蚀合金的研究进展概述镍基耐蚀合金是一类具有优异耐蚀性能的合金材料，广泛应用于化工、石油、电力等行业中，以满足严苛环境下的材料需求。
本文将对镍基耐蚀合金的研究进展进行综述，包括合金成分、耐蚀性能、制备工艺等方面的内容。
一、合金成分镍基耐蚀合金的成分设计是其性能优越性的基础。
笔者整理了近年来国内外研究的合金成分数据，发现镍基耐蚀合金中常见的元素包括镍、铬、钼、钼、铜等。
例如，INCONEL 625合金由镍、铬、钼和铁构成，这些元素的合理配比可以使合金同时具备耐蚀和耐高温的特点。
二、耐蚀性能镍基耐蚀合金的耐蚀性能是其应用的关键指标。
随着研究的深入，学者们提出了各种评估耐蚀性能的方法，如研究合金的抗腐蚀性能、耐蚀性能和氯化物应力腐蚀开裂性能等。
研究表明，镍基耐蚀合金具有优良的耐蚀性能，可以在酸、碱、盐等复杂介质中长期稳定运行。
三、制备工艺制备工艺对镍基耐蚀合金的性能有着重要影响。
随着技术的不断进步，制备工艺也在不断演进。
例如，采用真空冶金技术可以获得高纯度的镍基耐蚀合金，提高其材料的机械性能和耐蚀性能。
此外，熔模铸造、等离子喷涂等技术也被广泛应用于合金制备过程中，以满足不同需求下对合金的要求。
四、应用前景镍基耐蚀合金在现代工业中应用广泛，其应用前景十分广阔。
首先，在化工领域中，镍基耐蚀合金可用于制备化学反应设备、化学储槽等，以抵抗酸、碱、盐等介质的腐蚀。
其次，在石油行业中，镍基耐蚀合金被广泛应用于油气开采、炼油等领域，以应对高温、高压和腐蚀性环境。
此外，电力、航空航天等领域也对镍基耐蚀合金的性能提出了更高的要求，推动了合金研究的不断深入。
结论镍基耐蚀合金作为一种重要的材料，在化工、石油、电力等行业中发挥着重要作用。
目前，对于镍基耐蚀合金的研究主要集中在合金成分的优化、耐蚀性能的评估和制备工艺的改进等方面，以满足不同环境下的要求。
随着技术的不断进步，相信镍基耐蚀合金的应用前景将更为广阔，为工业发展提供更可靠的材料支持。
镍及镍合金资料综述
第一部分：原镍宏观产量与宏观消费一、原镍生产（一）、镍地质资源概况据美国地质调查局报导，2007年世界镍储量为6700万吨，储量基础约为15000万吨。
世界陆地查明含镍品位在1%左右的资源量为14000万吨，其中72%属于红土型镍矿床，共、伴生矿产主要是铁和钴，主要分布在古巴、新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾、巴西、哥伦比亚和多米尼加等国；28%属于岩浆型铜镍硫化物矿床，共、伴生矿产主要有铜、钴、金、银及铂族元素，主要分布在澳大利亚、加拿大、俄罗斯、中国、南非、津巴布韦和博茨瓦纳等国，目前开采的主要是后一类矿床。
另外，大洋深海底的锰结核和锰结壳中还含有大量的镍资源。
中国已查明的镍金属储量为360万吨，且多数都已开发利用。
远景找矿主要在新疆、甘肃、吉林等省区进行，预测远景资源量在2000万吨以上。
我国镍矿类型主要分为硫化铜镍矿和红土镍矿两大类，但是以硫化铜镍矿为主，约占全国总量的86%，并且共伴生矿产多、综合利用价值高，红土镍矿约占总量的14%。
甘肃、陕西、吉林及新疆四省（区）的镍矿储约占全国总量的97.7%，其中特别是甘肃，其镍储量约占全国总量的70%。
世界的镍资源比较丰富，按目前的生产能力，查明储量和基础储量分别可以保证50年和100年，并且找矿潜力很大。
（二）、世界镍生产根据INSG报告，2010年全球原镍产量为144万吨，2011年升至160万吨，2010年全球原镍消费量为147万吨，2011年升至约154万吨，这表明：2010年全球镍市场短缺3万吨，而到了2011年，全球镍市场过剩6万吨。
英国金属研究局（CRU）统计出世界前十大精炼镍厂商见表1。
俄罗斯、巴西、中国、澳大利亚、瑞士是世界主要的精炼镍生产国。
表1 2011年世界十大精炼镍生产厂商近几年世界十大矿山镍生产国见表2。
俄罗斯、加拿大、澳大利亚、印度尼西亚和新喀里多尼亚是世界主要矿山镍生产国。
2005-2009年世界矿山镍生产情况单位：万吨资料来源：World Metal Statistics，Yearbook 20102010年以来，随着镍价的企稳回升，大部分在金融危机期间被迫减产或停产的企业陆续恢复生产。
镍基单晶高温合金的发展概况
镍基单晶高温合金的发展概况
镍基单晶高温合金是一种以镍为基础，以碳钒铌等元素为辅助元素主要成分的高温合金，它具有优异的热强度和抗腐蚀性，在高温条件下具有良好的强度性能，广泛应用于航天、航空、火力发电、核能、冶金等功能性领域。
本文综述了近年来镍基单晶高温合金发
展的研究进展，以期为高温合金的开发和应用提供有价值的参考。
首先，介绍了镍基单晶高温合金的优点。
生产的镍基单晶高温合金可耐高温，性能更
优越，特别是其耐腐蚀性、抗疲劳性和耐热性表现出其独特的优越性，使其可作为高温热
和应力腐蚀系统的首选材料。
其次，介绍了有关镍基单晶高温合金的研究进展。
先进的单
晶高温合金材料的成分已能满满足高温及其专用要求，现已成功用于核电站中的高温专
用材料、涡轮风机叶片和管子以及航空、航天等高温高压条件下的分级结构材料中。
所有
这些都得益于理论研究和应用实践。
最后，介绍了该研究领域中出现的一些潜在技术问题。
由于镍基单晶高温合金由众多元素组成，其特性受到众多因素的影响，因此，设计和制备
镍基单晶高温合金时需要对材料组成及其物理化学性能进行综合研究，以确保材料的优良
性能。
综上所述，镍基单晶高温合金具有优良的性能，近年来其发展取得了长足的进展，但
也存在一定的技术问题。
未来更大的研究热点将放在材料组成、材料性能和产品制备上，
目的是开发出性能更优的，更加先进的镍基单晶高温合金。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述镍基高温合金是一种具有优异高温性能和抗腐蚀能力的金属材料，被广泛应用于航天、航空、汽车等领域。
自20世纪初以来，随着科学技术的发展，镍基高温合金不断得到改进和优化，成为高温合金中最重要的系列之一。
镍基高温合金的制作工艺主要包括以下步骤：原材料选择：高温合金的原材料主要是镍、钴、铬等金属元素，以及其他必要的微量元素和合金元素。
这些原材料的纯度和质量对高温合金的性能有着至关重要的影响。
熔炼工艺：高温合金的熔炼工艺一般采用真空感应熔炼或电弧熔炼，以将原材料熔化并充分混合。
在熔炼过程中，要严格控制熔炼温度和时间，以确保合金的成分和组织结构的稳定性。
热处理工艺：热处理工艺是高温合金制作过程中的重要环节，通过控制加热和冷却速度，以达到调整合金组织结构和性能的目的。
热处理工艺包括预处理、固溶处理和时效处理等步骤。
镍基高温合金具有以下性能特点：抗高温：高温合金能够在高温环境下保持优良的力学性能和抗蠕变性能，因此被广泛应用于高温度环境下的结构件和发动机部件。
抗腐蚀：高温合金具有较好的抗腐蚀性能，能够在各种腐蚀环境中保持稳定。
抗氧化：高温合金具有较好的抗氧化性能，能够在高温环境下防止氧化和烧蚀。
不易变形：高温合金具有较好的热稳定性和组织稳定性，能够在高温环境下保持形状和尺寸的稳定性。
镍基高温合金被广泛应用于以下领域：航天领域：高温合金在航天领域中主要用于制造航空发动机、火箭发动机、航天器结构件等关键部件。
例如，NASA的太空梭所使用的发动机零部件就是由镍基高温合金制成的。
航空领域：高温合金在航空领域中主要用于制造飞机发动机、航空发动机等关键部件。
例如，波音777的发动机零部件就是由镍基高温合金制成的。
汽车领域：高温合金在汽车领域中主要用于制造汽车发动机、涡轮增压器等关键部件。
例如，宝马、奔驰等高端汽车品牌的发动机零部件就是由镍基高温合金制成的。
随着科学技术的不断进步，镍基高温合金的未来发展将面临更多机遇和挑战。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述镍基高温合金是一种具有优异高温性能的材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
本文将对镍基高温合金的发展历程、应用领域、研究进展等方面进行综述。
一、发展历程20世纪50年代初，美国GE公司首次研制出镍基高温合金，用于航空发动机叶片的制造。
此后，随着航空、航天、能源等领域的快速发展，对高温材料的需求越来越大，镍基高温合金也得到了广泛应用。
经过多年的发展，镍基高温合金已经成为高温材料领域的重要代表之一。
二、应用领域1.航空领域航空发动机是镍基高温合金的主要应用领域之一。
航空发动机叶片、涡轮盘、燃烧室等部件都需要使用镍基高温合金。
随着航空业的快速发展，对高温材料的需求也越来越大，镍基高温合金的应用前景非常广阔。
2.航天领域航天器在进入大气层时，需要承受极高的温度和压力，因此需要使用高温材料。
镍基高温合金具有优异的高温性能，被广泛应用于航天器的制造中。
3.能源领域能源领域也是镍基高温合金的重要应用领域之一。
燃气轮机、核电站等能源设备都需要使用高温材料，镍基高温合金具有优异的高温性能，被广泛应用于能源设备的制造中。
三、研究进展1.合金设计合金设计是镍基高温合金研究的重要方向之一。
通过合金设计，可以调控合金的组织结构和化学成分，从而提高合金的高温性能。
2.制备工艺制备工艺也是镍基高温合金研究的重要方向之一。
目前，常用的制备工艺包括熔融法、粉末冶金法、等离子喷涂法等。
随着制备工艺的不断改进，镍基高温合金的性能也得到了不断提高。
3.高温氧化行为高温氧化行为是镍基高温合金研究的重要方向之一。
高温氧化会导致合金表面的氧化层增厚，从而影响合金的高温性能。
因此，研究高温氧化行为对于提高镍基高温合金的高温性能具有重要意义。
四、总结镍基高温合金是一种具有优异高温性能的材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
随着科技的不断发展，镍基高温合金的研究也在不断深入，其应用前景也越来越广阔。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述镍基高温合金是一种具有优异高温力学性能和耐腐蚀性能的材料，广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
本文将从历史发展、合金组成、制备工艺和应用领域等方面综述镍基高温合金的发展。
一、历史发展镍基高温合金的研发起源于20世纪40年代，当时美国首次在航空发动机上使用了含有镍的合金。
随着航空工业的快速发展，对高温合金的需求越来越大，推动了镍基高温合金的研究和应用。
在此基础上，各国纷纷加大研发力度，并取得了一系列重要突破。
二、合金组成镍基高温合金的主要成分是镍，通常含有10%~20%的铬，以提高合金的耐腐蚀性能。
此外，还添加了少量的钼、钛、铝、铌等元素，用于调节合金的相组织和提高高温强度。
通过合理的合金设计和组成控制，可以获得具有高温强度、耐氧化和抗蠕变性能的合金。
三、制备工艺镍基高温合金的制备工艺主要包括熔炼、铸造、热加工和热处理等环节。
在熔炼过程中，要保证合金成分的准确控制，避免杂质的污染。
铸造工艺通常采用真空气体熔模铸造或精密铸造技术，以获得高质量的铸件。
热加工包括锻造、轧制和拉伸等，通过加工变形来改善合金的组织和性能。
最后，进行热处理，如固溶处理和时效处理，以进一步提高合金的性能。
四、应用领域镍基高温合金广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
在航空航天领域，镍基高温合金被用于制造涡轮发动机的叶片和燃烧室等关键部件，以提高发动机的工作温度和性能。
在能源领域，镍基高温合金被用于制造燃气轮机的叶片和燃烧室等部件，以提高燃气轮机的效率和可靠性。
在化工领域，镍基高温合金被用于制造反应器和炉管等耐腐蚀设备，以适应高温、高压和腐蚀性介质的工作环境。
总结起来，镍基高温合金是一种重要的高温结构材料，具有优异的高温力学性能和耐腐蚀性能。
通过合理的合金设计和制备工艺，可以获得合金的优异性能。
随着航空航天、能源和化工等领域的快速发展，镍基高温合金的应用前景广阔。
未来，还需要进一步研究和开发新的合金体系和制备工艺，以满足不断增长的高温工程需求。
镍合金可行性研究报告
镍合金可行性研究报告一、项目背景及目的镍合金是一种重要的金属材料，具有良好的耐腐蚀、高温强度和耐磨性能，被广泛应用于航空航天、石油化工、核能等领域。
随着工业的发展和技术的进步，对镍合金的需求越来越大，但目前国内对镍合金的研究还存在不足，需要进一步开展相关研究工作。
本报告旨在探讨镍合金的可行性，并提出相关的研究方向，为未来的研究工作提供参考。
二、文献综述1. 镍合金的性能和应用镍合金具有良好的耐腐蚀和高温强度，被广泛应用于航空发动机、燃气轮机、石油化工设备等领域。
其性能优异，具有诸多优势，被认为是一种理想的结构材料。
2. 镍合金的制备方法制备镍合金的方法主要包括电弧熔炼、真空熔炼、粉末冶金等，其中电弧熔炼是目前应用最广泛的方法。
通过合理的制备工艺，可以获得高质量的镍合金材料。
3. 镍合金的现状和发展趋势目前，镍合金在国内外市场上的需求量不断增加，但由于生产工艺和技术的限制，国内镍合金的生产能力较为薄弱。
未来，镍合金的发展趋势主要集中在提高材料性能、降低成本和开发新型合金等方面。
三、研究方法1. 实验材料本研究选取镍合金作为实验材料，通过电弧熔炼的方法制备样品。
2. 实验设计本研究将对镍合金的组织结构、力学性能和耐腐蚀性能进行测试，以评估其综合性能。
3. 实验步骤（1）选取合适的实验材料，并规划实验设计。
（2）制备镍合金样品，并进行组织分析。
（3）测试样品的力学性能和耐腐蚀性能。
（4）分析实验结果，得出结论。
四、研究结果1. 镍合金的组织结构实验结果表明，镍合金具有细小的晶粒结构，无明显的孔隙和晶界。
2. 镍合金的力学性能镍合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率均符合相关标准，表明其力学性能良好。
3. 镍合金的耐蚀性能在酸性和碱性介质中，镍合金具有良好的耐蚀性能，无明显的腐蚀现象。
五、研究结论1. 镍合金具有良好的组织结构和力学性能，可满足工程要求。
2. 镍合金在酸碱介质中具有较好的耐蚀性能，适用于化工设备等领域。
镍基合金研究报告
镍基合金研究报告镍基合金是一种重要的高温合金，具有优异的高温力学性能和良好的耐腐蚀性能，因此被广泛应用于航空、航天、能源等领域。
随着工业技术的发展，镍基合金的应用领域也在不断扩大。
本文将对镍基合金的研究进展、应用现状和未来发展进行综述。
二、镍基合金的研究进展1. 合金设计镍基合金的设计是镍基合金研究的核心，其目的是在保证高温力学性能和耐腐蚀性能的前提下，尽可能地降低成本。
合金设计的关键在于合金元素的选择和比例，目前常用的元素有铬、钼、钨、铝、钛、铌、镧等。
2. 合金制备合金制备是镍基合金研究的另一个重要方面，其目的是制备出高质量、高纯度的镍基合金。
目前常用的制备方法有真空感应熔炼、真空电弧熔炼、高频感应熔炼、等离子喷涂等。
3. 合金组织与性能镍基合金的组织和性能是研究的重点之一。
合金的组织包括晶粒尺寸、相组成、相分布等。
而合金的性能包括高温力学性能、耐腐蚀性能等。
目前，研究者们通过对合金组织和性能的分析，不断优化合金设计和制备方法，以提高镍基合金的性能。
三、镍基合金的应用现状1. 航空航天领域镍基合金在航空航天领域具有广泛的应用。
例如，用于制造高温部件，如涡轮叶片、燃气轮机叶盘、涡轮盘等。
此外，镍基合金还用于制造航空发动机的燃烧室、燃烧器、喷嘴等。
2. 能源领域镍基合金在能源领域也有广泛的应用。
例如，用于制造核反应堆的燃料罐、管道、泵等部件。
此外，镍基合金还用于制造石油化工设备、火电站锅炉等。
3. 其他领域镍基合金还在其他领域得到了应用，例如，用于制造汽车排气系统、医疗器械、电子元器件等。
四、镍基合金的未来发展1. 合金设计随着材料科学技术的发展，人们对镍基合金的设计也有了更高的要求。
未来，合金设计将继续追求更高的性能指标，如更高的高温强度、更好的耐蚀性能等。
2. 合金制备未来，合金制备将更加注重精细化制备和多元化制备。
例如，采用先进的合金制备技术，如等离子喷涂、快速凝固等，以制备出更高质量、更具特色的镍基合金。
镍基合金(哈氏合金、因考尔合金、蒙乃尔合金)化学成分和机械性能[1]
![镍基合金(哈氏合金、因考尔合金、蒙乃尔合金)化学成分和机械性能[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/3afa2ae182d049649b6648d7c1c708a1294a0a01.png)
蒙乃尔400蒙乃尔400合金的组织为高强度的单相固溶体，它是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。
此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐蚀性。
同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。
该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。
耐蚀性能该合金在氟气、盐酸、硫酸、氢氟酸以与它们的派生物中有极优秀的耐蚀性。
同时在海水中比铜基合金更具耐蚀性。
酸介质：M400在浓度小于85%的硫酸中都是耐蚀的。
M400是可耐氢氟酸中为数极少的重要材料之一。
水腐蚀：M400合金在多数水腐蚀情况下，不仅耐蚀性极佳，而且孔蚀、应力腐蚀等也很少发现，腐蚀速度小于0.025高温腐蚀：M400在空气中连续工作的最高温度一般在600℃左右，在高温蒸汽中，腐蚀速度小于0.026。
氨：由于蒙乃尔400合金镍含量高，故可耐585℃以下无水氨和氨化条件下的腐蚀。
产品应用动力工厂中的无缝输水管、蒸汽管海水交换器和蒸发器硫酸和盐酸环境原油蒸馏在海水使用设备的泵轴和螺旋桨核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备制造生产盐酸设备使用的泵和阀蒙乃尔 K500蒙乃尔K500合金除具有高强度、耐腐蚀、无磁性等优异的机械性能外，还具有蒙乃尔400同样的耐蚀性。
能作为泵轴材料，适用于较恶劣的高硫、高蜡油层的地质开采条件下工作。
由于该合金没有塑-脆转变温度，所以非常适用于各种低温设备。
此合金主要用于泵轴和阀杆、输送器刮刀、油井钻环、弹性部件、阀垫等。
适用于石油、化工、造船、制药、电子部门。
化学成分该合金的化学成分大体与蒙乃尔400相同，最大的差别是含有2.3-3.15%的和0.30-1.00%的，此合金的组织特点除有弥散的3（）沉淀相析出外，其他与蒙乃尔400相同。
耐蚀性能一般固溶态的蒙乃尔K500耐蚀性与蒙乃尔400合金基本相同，因此，有关蒙乃尔400的耐蚀性数据完全可以适用于蒙乃尔K500合金。
镍基合金研究报告
镍基合金研究报告本文以镍基合金为研究对象，介绍了镍基合金的特点、制备方法、应用领域以及未来研究方向。
镍基合金具有高温强度、耐腐蚀性能好、热膨胀系数小等优点，在航空、航天、能源等领域有广泛应用。
未来的研究方向包括改善合金性能、提高制备效率、拓展应用领域等。
关键词：镍基合金、制备方法、应用领域、研究方向一、引言镍基合金是一类以镍为基础元素，添加其他合金元素制成的合金材料。
镍基合金具有高温强度、耐腐蚀性能好、热膨胀系数小等优点，在航空、航天、能源等领域有广泛应用。
本文将介绍镍基合金的特点、制备方法、应用领域以及未来研究方向。
二、镍基合金的特点1.高温强度镍基合金具有优异的高温强度，可在高温下保持较高的强度和韧性，长期使用不会发生塑性变形和断裂。
这种性质使镍基合金在高温下具有很好的应用前景。
2.耐腐蚀性能好镍基合金具有良好的耐腐蚀性能，可耐受强酸、强碱、盐水等腐蚀介质的侵蚀。
这种性质使镍基合金在化工、石油、海洋等领域有广泛应用。
3.热膨胀系数小镍基合金的热膨胀系数小，可在高温下保持较好的尺寸稳定性，不会因温度变化而导致形变和破坏。
三、镍基合金的制备方法1.真空熔炼法真空熔炼法是一种制备高品质镍基合金的方法，其制备过程中可实现高温、高真空度的环境，减少了氧、氮等杂质的污染，提高了合金的纯度和品质。
2.粉末冶金法粉末冶金法是一种制备镍基合金的常用方法，其制备过程中可控制合金成分和结构，提高了合金的稳定性和性能。
3.热等静压法热等静压法是一种通过高温、高压下实现合金粉末的烧结和成型的方法，可制备出高密度、高性能的镍基合金材料。
四、镍基合金的应用领域镍基合金在航空、航天、能源等领域有广泛应用，主要应用于以下方面：1.航空领域镍基合金可用于制造高温下的航空发动机叶片、涡轮盘、燃烧室等部件，具有较好的高温强度和耐腐蚀性能。
2.航天领域镍基合金可用于制造航天器的发动机、燃烧室、涡轮等部件，具有较好的高温强度和耐腐蚀性能。
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Hf，C，B，Zr 和 Y 等十余种合金元素这些元素在合金中起着不同的作用。高温合金一般是 以铁钴或镍形成的面心立方基体(γ)为基，可在较高温度下使用的合金。镍固态具有面心立 方结构，无同素异构转变、化学活泼性低，在大气中是抗蚀性最强的金属之一。镍基合金中 镍含量都在 30%以上，其中 W(Ni+Fe)≥50%的称为铁镍基耐蚀合金，W(Ni)≥50%的称为镍 基耐蚀金。
镍基高温合金综述（总结）
镍基合金应用领域：航空航天，核工程、能源动力、交通运输、油气开发、石油化工，
海洋工程、冶金工业、冶金行业。航空发动机和工业燃气轮机涡轮叶片等热端部件的主要用 材。目前广泛应用于涡轮机的热端机部件。涡轮部分的工作叶片导向热片、涡轮盘、燃烧室 等高温部件。
镍基合金性能：高温合金(Superalloy)是以铁-镍-钴为基体的一类高温结构材料，可以在
在热循环的峰值温度作用下使晶间重
新熔化后形成的。
严格控制S、P和Si等的含量
镍基合金焊接特点：
（一）、液态焊缝金属流动性差镍基合金不能像钢焊缝金属那样通过增大焊接电流改进焊缝 金属的流动性，若增加电流，反而起着有害作用这是镍基合金的固有特性由于焊缝金属流动 性差，不易流到焊缝两边因此为获得良好的焊缝成形，有时采用摆动工艺，但这种摆动是小 摆动大的摆幅容易引起咬边为了消除这一缺陷，焊工在摆动到每一侧极限位置时，要稍停顿 一下，以便有足够的时间使熔化的焊缝金属填满咬边此外焊接的电弧要尽量短。
残存在晶界的低熔共晶成液态薄膜状
结晶裂纹
态分布在晶粒表面，引起晶界的分离， 在冷却收缩产生的拉应力作用下形成
结晶裂纹。 热
液化裂纹形成机理在本质上与结晶裂
裂
纹相同，都是由于晶间脆硬的低熔共晶
相在高温应力作用下开裂，唯一区别在
纹
液化裂纹 于结晶裂纹是液态焊缝金属在凝固过
程中形成的，而液化裂纹是固态的母材
介质的设lloy
Haynes Internatioal 、Special Metal( 超合 金集团) 和德国蒂森
克虏伯公司
hastelloyA hastelloyB hastelloyC hastelloyF
哈氏合金作为高级的镍基合金,
对多种恶劣的腐蚀环境,如湿 氧、亚硫酸、强氧化盐介质等 都有优异的抗腐蚀性能。主要
Hastelloy D、Hastelloy G。蒂森克虏伯公司的 Nicrofer 系列。Ni-Cr 系合金主要用于强氧化 性介质。铬的加入使镍的耐氧化性酸、盐以及抗高温氧化、硫化、钒腐蚀的能力显著增加。
(1) Ni-Cr-Mo 系：典型的在 Ni-Cr-Mo 系商业合金为 Hastelloy C 系列，在 Hastelloy A 系
国内知名企业
重庆材料研究院 CMRI 钢铁研究总院宝钢特殊钢公司 长城特钢及抚顺特钢
镍及镍基合金可焊接方法：
手工钨极氩弧焊、手工焊条电弧焊、熔化极惰性气体保护焊、埋弧自动焊
镍及镍基合金焊接时常见的缺陷及防止措施：
缺陷
气孔
夹渣 未熔合
产生原因
防止措施
1、氢气、氧气、二氧化碳在熔化的液 态镍基合金中溶解度极大,而在固态溶 解度大大减小。 2、 焊接坡口及其两侧的油污、水分、 灰尘及氧化层清理不干净 。 3、焊接电流及电弧电压较低,焊接速度 过快 焊接热能量低 。 4、 焊枪气体保护喷嘴直径较小,保护 气体流量过低,气体保护效果不良。 5、焊条烘干不良 , 烘干温度计保温时 间不够
提高至ASTM5级或更粗大，则可提高设计应力，这就变成了Incoloy800H合金。
国外知名企业
美国国际镍合金集团 SMC(Special Metals Corporation ):Monel、Inconel、Incoloy 美国哈氏合金国际公司(Haynes International Inc)：HaynesB、HaynesC、HaynesD、HaynesG 美国卡彭特技术公司(Aarpenter Technology Corporation) 美国阿勒格尼技术公司(Allegheny Technologies Incorporated、ATI) 德国蒂森克虏伯 VDM 公司(Thyssen Krupp VDM)：Nicrofer（Inconel 601H Nicrofer6023H）、 Cronifer、Nicorros、Nimofer 法国安赛乐米塔尔不锈钢及镍合金公司前身是法国殷菲合金(Imphy Alloys) 日本住友金属工业株式会社(Sumitomo Metal Industries，Ltd) 日本冶金工业株式会社(Nippon Yakin Kogyo co.Ltd)
制造盐酸容器的衬里、 管道
用于强还原性介质。
Ni-Cr Ni-Cr-Mo
SMC 哈氏公司、蒂森克虏
hastelloyC C-276 C-4
（二）、焊缝金属熔深浅焊缝金属熔深浅是镍基合金的固有特性同样不能通过增大焊接电流 来增加熔深。如上所述，如果电流过大对焊接有害，引起裂纹和气孔。由于焊缝金属熔深浅， 接头钝边的厚度要薄一些。
类型
名称
生产公司
常见的牌 号
性能
应用领域
Ni-Cu
蒙乃尔 Monel
SMC
Ni70Cu30 Monel400 MoonelC Monel403 Monel404 MonelR405 Monel406 Monel 411 MonelK500
(2) Ni-Cr-Si 系：哈氏公司 90 年代推出的 D-205 是基于 Ni-20Cr 发展而来典型成分为 65％
Ni20％Cr6％Fe５％Si2.5％Ｍo２％Cu0.03％Ｃ。
(3) Ni-Cr-Fe系：是现在商业化牌号最多的。SMC生产的Ni-Cr-Fe系合金大部分都可以类
为Inconel系列，有600，690、693和718系列，而哈氏公司则属于Hastelloy G系列G 3、G30、 G35和G 50系列。与Inconel600相比，将Cr含量提高1倍，同时适当平衡Ni、Fe含量就得到 Inconel690 合 金 。 Inconel718 合 金 是 1959 年 美 国 发 明 的 一 种 镍 基 高 温 合 金 。 作 为 一 种 Ni-Cr-Fe-Nb基同时含有少量Mo、Ti、Al和其它微量有益元素的时效硬化型合金，从低温到 650~700℃的范围内均具有较好的制造适应性、焊接性及抗焊接裂纹能力，而且还具有高的 屈服强度、抗拉强度和持久强度，是Inconel系列中最有名的牌号之一。HastelloyG3合金是 添加Mo、Cu的Ni-Cr-Fe合金，同时一些有害微量元素被严格控制以提高合金热影响区的腐 蚀抗力及可焊性。
Ni-Fe系：(Ni含量大于30%，Fe+Ni含量大于50%，通常也称为Fe-Ni系)Ni含量有所降低，
但仍维持在较高水平，因此成本上具有一定优势，同时还含有Cr、Mo、Cu、Ti和Al等元素， 通常Cr含量仍高达20%以上，按三元系来分类属于Ni-Fe-Cr(部分属于Fe-Ni-Cr)，其耐腐蚀性 能尽管略逊于Ni-Cr-Fe系，主要性能则与之基本相当，商业系列主要属于Incoloy和Nicrofer， 典型牌号Incoloy800(800H、800HT)、825、864和925等.有Incoloy800是inco公司(SMC公司前 身)于20世纪50年代推出的。由于碳含量较高的800合金与碳含量较低材料相比具有更高的蠕 变和断裂性能，因此将碳含量从0.05％提高至0.05％～0.10％，同时将平均晶粒尺寸的要求
镍基合金的分类及应用： Ni-Cu系：最早的是SMC生产的Monel400系Ni70Cu30.添加S(0.4％)可改善Ni-Mo切削性能
成了Monel R-405、添加适量的Al和Ti就成了沉淀型的Monel K-500。Ni-Cu合金主要用于弱 还原性溶剂，特别是氢氟酸。特点：较高的强度和韧性，又具有优良的抗还原酸及强碱介质 和海水等腐蚀的性能，通常用于制造输送氢氟酸(H F)、盐水、中性介质、碱盐及还原性酸 介质的设备。
列用 15％Cr 代替 Fe 并加入 W 元素进行固溶处理。再适当降低 C、Si 含量就成了 Hastelloy C-276。在 Hastelloy C-276 基础上将 W 含量降低为零，C 含量在 0.015％以下、同时减少 Fe 添加 Ti，就成了 Hastelloy C-4。提高 Cr 的含量，同时使 Cr、Mo、W 达到平衡 Hastelloy C-22。 在 Hastelloy C-22 的基础上降低 Cr、Fe、W 含量，将 Co、Mn、V 等元素降至零，同时增加 Ni、Mo 含量得到 C-22HS 合金。蒂森克虏伯 VDM 的 Nicrofer5923hMo 合金 59 号合金。C、 Si 含量极低 Fe 含量较低 Cr、Mo 含量最高未添加 W、Cu、Ti 和 Ta 等元素是最纯的合 Ni-Cr-Mo 金。SMC 公司的 Inconel686 合金也属于系 Ni-Cr-Mo 列与 C-276 合金组成相似 Mo、W 含量 相当但 Cr 含量提高至 21％。在 59 号合金上基础上添加 1.6％的 Cu 可使合金抗还原性介质 腐蚀能力大幅度提高 这就是目前 C 系列中最高端产品 Hastelloy C-2000 它是哈氏公司 1995 年的专利产品 18Ｃ-2000。
Ni-Mo 系：Hastelloy A 系列，在 Hastelloy A 系列 上调整 Mo 含量和降低 Fe 的含量就成
了 Hastelloy B 系列。通过降低合金的 C、Si 含量而成功开发了 Hastelloy B-2
Ni-Cr 系：典型产品系列有 SMC 公司的 Inconel 、Incoloy ，哈氏公司的 Hastelloy C、
1、焊接材料和填充金属不干净 2、层间清理不良 3、焊接电流过小 1、坡口型状不合理 2、有残留氧化物 3、焊接电流过小或焊速过大