镍基合金的耐蚀性

Ni基合金的耐蚀性展

望

姓名:余丽鹏

学号：20140910009

班级：材料14-1

学院：物理科学与技术学院

日期:2016年12月12日

摘要:在我们的生产生活中镍基合金对腐蚀性环境具有有效的抵抗能力，基于防腐蚀问题，镍基合金的介绍，,镍合金的化学成分,各类镍合金耐腐蚀性能，及与其它材料耐腐蚀性能的比较，对不同环境选用不同镍合金提出了建议。

一．腐蚀对经济社会的影响

例1.2006年3月某核电站土建处执行设备腐蚀状态检查时发现，除盐水分配系统除盐水箱的地脚螺栓出现严重的腐蚀，锈蚀掉已接近的1/3，地脚螺栓腐蚀与地面接触腐蚀若进一步加剧，则影响设备的稳定性和抗震性，带来严重的安全隐患，将会影响电站的安全运行。

例2.2010年7月22日上午，贵州某化工厂车间工作人员发现变换工段管道有泄漏现象，随后组织公司安全检修人员到现场查看，并制定处理方案，之后不久，变换系统副线管道泄漏气体处突然发生空间爆炸，造成现场5人死亡、6人受伤，预计经济损失约500万元。

腐蚀带来的危害是多方面的，而大部分腐蚀是从渐变到突变，是“慢性病”，不易引起人们的重视，等积累到一定程度成为破坏性突发事故，才引起人们的关注。以上少数案例提醒我们腐蚀问题不容人们忽视。

2003年出版的《中国腐蚀调查报告》中指出：中国的腐蚀损失占GDP的5%（加上间接损失2001年约为5000亿人民币），2012年我国GDP为519,322亿人民币，以此计算腐蚀造成的损失25,966亿元

人民币。

据世界腐蚀组织（WCO）在《对于材料破坏和腐蚀控制世界必须进行知识传播与研究发展》的《白皮书》中指出：“在全世界，腐蚀对经济和环境的破坏方面（包括公路、桥梁、油气设施、建筑、水系统等）。目前，世界年腐蚀损失可达1.8万亿美元”，约合人民币11万亿元。

腐蚀给人类带来的损失是很大的，据有关资料统计，世界上每年因腐蚀而报废的金属材料和设备约相当于生产量的20%以上，在受力情况下钢结构被腐蚀后，若腐蚀1％，其强度下降10～15％。若双面腐蚀各达5％，其结构将报废。随着全球工业的发展，腐蚀的问题日趋严重。

二．Ni基合金的介绍

镍基耐蚀合金是重要的耐蚀材料，与一般不锈钢、其它耐蚀金属、非金属材料相比，它们在各种腐蚀环境（包括电化学腐蚀和化学腐蚀）中，具有耐各种形式腐蚀破坏（包括全面腐蚀、局部腐蚀以及应力腐蚀等）的能力，并且兼有很好的力学性能及加工性能，其综合耐蚀性能远比不锈钢和其它耐蚀金属材料优良，尤其适宜于现代工业技术下苛刻的介质环境，自1980年以来，镍基耐蚀合金的研究与应用范围正不断扩大。

镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合

金等。

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。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。

镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。

镍基合金的代表材料有:

1 Incoloy合金，如Incoloy800，主要成分为；32Ni-21Cr-Ti,Al；属于耐热合金；

2 Inconel合金，如Inconel600，主要成分是；73Ni-15Cr-Ti,Al；属于耐热合金；

3 Hastelloy合金，即哈氏合金，如哈氏C-276，主要成分为；56Ni-16Cr-16Mo-4W；属于耐蚀合金；

4 Monel合金，即蒙乃尔合金，比如说蒙乃尔400，主要成分是；65Ni-34Cu；属于耐蚀合金；

三．Ni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。四．Ni基合金的应用

镍基合金在许多的领域中，比如：

1．海洋：海域环境的海洋构造物，海水淡化，海水养殖，海水热交换等。

2．环保领域：火力发电的烟气脱硫装置，废水处理等。

3．能源领域：原子能发电，煤炭的综合利用，海潮发电等。

4．石油化工领域：炼油，化学化工设备等。

5．食品领域：制盐，酱油酿造等。

在以上的众多领域中，普通不锈钢是无法胜任的，在这些特殊的领域中，特种不锈钢是不可缺少的，也是不可被替代的。近几年来，随着经济的快速发达，随着工业领域的层次的不断提高，越来越多的项目需要档次更高的不锈钢。随着各行业对镍基合金需求量的增长。2011年我国镍基合金市场规模达到230.7亿元，同比增长率19.47%。因此，行业发展水平处于稳步上升趋势。

总结

材料的腐蚀对我们的生产生活带来很大的困惑，耐腐蚀的Ni基合金在我们生产生活得到了大量的运用，了解Ni基合金的结构与性质，运用它们可以帮助我们减少经济损失，增强生产安全，提高生产效率。参考文献

【1】马国印镍和镍合金耐腐蚀性分析《化工装备技术》第28卷第1期 2007年

【2】杨瑞成，聂福荣，郑丽平，车骥，兴长策镍基耐蚀合金特性、进展及其应用第28卷第4期2002年12月甘肃工业大学学报

【3】李超，徐桦镍及镍基合金耐腐蚀性分析及应用河南化工

【4】徐先平，金嘉群镍基合金涂层的耐腐蚀应用研究

【5】徐光宪张嘉德材料腐蚀与防护措施

【6】蔡健平, 陆峰, 吴小梅我国航空材料的腐蚀与防护现状与展望[J]航空材料学报，2006, 26(3):271-275.

【7】何业东齐慧滨材料腐蚀与防护概论北京科技大学机械工业出版社 2015年1月

【8】闫莉张军，王傅，刘林，傅恒志，镍基高温合金设计的研究进展

【9】王会阳，安云歧，李承宇，镍基高温合金材料的研究进展

【10】徐群杰黄石军铜镍合金耐蚀性影响的研究进展