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鎳由于具有良好的機械強度、延展性和很高的化學穩定性而廣泛應用于不銹鋼、電鍍、電池、化工等領域,基本涵蓋了從民用產品到航天航空、、潛艇、原子能反應堆等各個行業,成為發展現代航空工業、工業和建立人類高水平物質文化生活的現代化體系不可缺少的金屬。

鎳的定義

純鎳是銀白色的金屬,熔點高(1455度),力學功能和冷、熱壓力加工功能好,耐腐蝕性,是耐熱濃堿溶液腐蝕的好材料,耐中性和微酸性溶液以及,在大氣、淡水和海水中化學性安穩,但不耐氧化性酸和高溫含硫氣體的腐蝕。一般用作機械、化工設備的耐腐蝕構建,精密儀器結構件,電子管和無線電設備零件,器械及食品工業餐具器皿等。

鋼與鎳及鎳合金焊接,常見問題解答

制造化工和石油設備時,為了節省昂貴的鎳,經常需要將鋼與鎳及合金焊接在一起。

焊接的主要問題

焊接時,焊縫中的主要成分是鐵和鎳,鐵和鎳能夠互溶,不形成金屬間化合物。在一般情況下,焊縫中的含鎳量相對高,所以在焊接接頭的熔合區,不會形成擴散層。焊接的主要問題是在焊縫中容易產生氣孔和熱裂紋。

氣孔

鋼與鎳及其合金焊接時,影響焊縫中形成氣孔的主要因素是氧、鎳及其他合金元素的含量。

①氧的影響。焊接時,液態金屬中可能會溶解較多的氧,而氧在高溫時與鎳氧化,純鎳冷軋帶材公司,形成NiO,NiO能與液體金屬中的氫和碳發生反應生成水蒸氣和,在熔池凝固時如來不及逸出,殘留在焊縫中就形成氣孔。在純鎳與Q235-A埋弧焊的鐵鎳焊縫中,在氮和氫含量變化不大的情況下,焊縫中含氧量越高,焊縫中氣孔數量越多。

②鎳的影響。在鐵鎳焊縫中,氧在鐵鎳中的溶解度不同,氧在液態鎳中的溶解度大于液態鐵中的溶解度,而氧在固態鎳中的溶解度卻比在固態鐵中的小,因此,氧的溶解度在鎳結晶時的突變,比在鐵結晶時的突變更加明顯。所以,焊縫中Ni為15%~30%時的氣孔傾向小,不可逆純鎳冷軋帶材,而Ni含量大時,氣孔傾向進一步提高到60%~90%,泰興純鎳冷軋帶材,鋼的溶入量必然下降,因此引起形成氣孔的傾向變大。

③其他合金元素的影響。當鐵鎳焊縫中含有錳、鉻、鉬、鋁、鈦等合金元素或符合合金化時,工業級純鎳冷軋帶材,能提高焊縫抗氣孔能力,這是由于錳、鈦和鋁等都具有脫氧作用,而鉻和鉬則提高焊縫固態金屬中的溶解度。所以鎳與1Cr18Ni9Ti不銹鋼焊縫的抗氣孔能力比鎳與Q235-A鋼焊縫高。鋁和鈦還能把氮固定在穩定的化合物中,也能提高焊縫抗氣孔能力。

鎳合金的發展

Inco和Haynes公司利用這些商標的度和美譽度,共計推出了MONEL、INCONEL、INCOLOY和HASTELLOY系列的大約50種耐腐蝕和耐熱合金。

德國的克虜伯VDM公司是一個后來比較出名的鎳基合金和生產者,其商標是Nicrofer,Nimofer和Nicorros。

這三家世界的公司還在繼續開發化學工業感興趣的新型鎳合金和改進型合金。本文提到的它們的合金列于表A。

所有早期的合金早已失去保護,現在世界許多其它生產廠都可以生產這些合金,或是其自己的商品名,或是符合標準或技術規范的通用合金名稱。如同藥品一樣,關于通用名產品和權產品之間的等效問題還存有爭論。

常用的標準規范如ASTM和DIN可能比合金開發生產廠家自定的標準限制性要求更少,廠商企業內部標準對合金化學成分和冶金參數控制得更嚴一些,目標在于確保較高的材料性能。

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