鎳基合(he)金(jin)是(shi)指在650～1000℃高(gao)溫(wen)下有較高(gao)的強度與必定的抗(kang)氧化腐蝕能(neng)力等歸納功用的一類合(he)金(jin)。
依照(zhao)首要首要功(gong)用(yong)，分為鎳基耐(nai)熱合(he)(he)(he)金，鎳基耐(nai)蝕合(he)(he)(he)金，鎳基耐(nai)磨合(he)(he)(he)金，鎳基精(jing)細合(he)(he)(he)金與(yu)鎳基形狀(zhuang)回(hui)憶(yi)合(he)(he)(he)金等。
高溫合(he)金依照基(ji)體的不(bu)同，分為：鐵(tie)基(ji)高溫合(he)金，鎳(nie)基(ji)高溫合(he)金與鈷基(ji)高溫合(he)金。其間鎳(nie)基(ji)高溫合(he)金簡稱鎳(nie)基(ji)合(he)金。
鎳基(ji)合(he)金的代表(biao)資料(liao)有：
1，Incoloy合金，如Incoloy800，首要成分(fen)為；32Ni-21Cr-Ti,Al；歸于耐熱(re)合金；
2，Inconel合金(jin)，如Inconel600，首要成分是；73Ni-15Cr-Ti,Al；歸于耐熱合金(jin)；
3，Hastelloy合(he)金，即哈氏合(he)金，如哈氏C-276，首(shou)要成分為；56Ni-16Cr-16Mo-4W；歸(gui)于(yu)耐蝕合(he)金；
4，Monel合金(jin)，即蒙乃爾合金(jin)，比如說蒙乃爾400，首要成分是；65Ni-34Cu；歸于耐蝕合金(jin)；
首要合金元素
首(shou)要合金元素(su)有(you)鉻(ge)、鎢、鉬(mu)、鈷、鋁、鈦(tai)、硼、鋯等(deng)(deng)。其間Cr，Ai等(deng)(deng)首(shou)要起抗氧化(hua)效果，其他元素(su)有(you)固(gu)溶(rong)強化(hua)，沉(chen)淀強化(hua)與晶(jing)界強化(hua)等(deng)(deng)效果。
在650～1000℃高(gao)(gao)溫(wen)下有(you)較高(gao)(gao)的強度與必定的抗(kang)氧化腐蝕(shi)能力，因為足夠高(gao)(gao)的高(gao)(gao)溫(wen)強度與抗(kang)氧化腐蝕(shi)能力，所以常(chang)用于制作航空發動(dong)機葉(xie)片和(he)火箭發動(dong)機、核反應堆、能源(yuan)轉化設備上的高(gao)(gao)溫(wen)零部件。
開展前史
鎳基高溫合金(以下簡稱鎳基合金)是30年代后期開始研發的。英國于1941年首先出產出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；為了進步蠕變強度又添加鋁，研發出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國于40年代中期，蘇聯于40年代后期，我國于50年代中期也研發出鎳基合金。鎳基合金的開展包含兩個方面：合金成分的改善和出產工藝的改造。50年代初，真空熔煉技能的開展，為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金發明了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50年代后期，因為渦輪葉片工作溫度的進步，要求合金有更高的高溫強度，可是合金的強度高了，就難以變形，乃至不能變形，于是選用熔模精細鑄造工藝，開展出一系列具有杰出高溫強度的鑄造合金。60年代中期開展出功用更好的定向結晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿意艦船和工業燃氣輪機的需要，60年代以來還開展出一批抗熱腐蝕功用較好、安排安穩的高鉻鎳基合金。在從40年代初到70年代末大約40年的時間內，鎳基合金的工作溫度從 700℃進步到1100℃，均勻每年進步10℃左右。
成分和功用
鎳(nie)(nie)基(ji)高(gao)溫合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中應(ying)用較為廣泛。首(shou)(shou)要原因(yin)在于，一是鎳(nie)(nie)基(ji)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中能(neng)(neng)夠溶解較多合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)，且能(neng)(neng)保持較好(hao)的(de)(de)(de)(de)安排安穩(wen)性；二是能(neng)(neng)夠構成共格有(you)序的(de)(de)(de)(de) A3B型金(jin)(jin)(jin)屬(shu)間化(hua)合(he)(he)(he)物γ[Ni3(Al，Ti)]相作為強(qiang)(qiang)化(hua)相，使合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)得到有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)化(hua)，取得比鐵(tie)基(ji)高(gao)溫合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和鈷基(ji)高(gao)溫合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫強(qiang)(qiang)度；三(san)是含鉻的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)基(ji)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)具有(you)比鐵(tie)基(ji)高(gao)溫合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)更(geng)好(hao)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)氧化(hua)和抗(kang)燃氣(qi)腐蝕能(neng)(neng)力。鎳(nie)(nie)基(ji)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)含有(you)十(shi)多種元(yuan)(yuan)素(su)，其間Cr首(shou)(shou)要起(qi)抗(kang)氧化(hua)和抗(kang)腐蝕效(xiao)果，其他元(yuan)(yuan)素(su)首(shou)(shou)要起(qi)強(qiang)(qiang)化(hua)效(xiao)果。根(gen)據它們的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)化(hua)效(xiao)果方(fang)法可分為：固溶強(qiang)(qiang)化(hua)元(yuan)(yuan)素(su)，如鎢、鉬(mu)、鈷、鉻和釩(fan)等；沉(chen)淀(dian)強(qiang)(qiang)化(hua)元(yuan)(yuan)素(su)，如鋁(lv)、鈦、鈮和鉭；晶界(jie)強(qiang)(qiang)化(hua)元(yuan)(yuan)素(su)，如硼(peng)、鋯、鎂和稀(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)等。
鎳基高溫合金按強化方法有固溶強化型合金和沉淀強化型合金。
出產工藝
鍛(duan)(duan)煉(lian)方(fang)面：為了取得(de)更純凈化的鋼水，減低氣體含(han)量與有害元(yuan)素(su)含(han)量；同(tong)時(shi)因為部分(fen)合(he)金中有易氧化元(yuan)素(su)如Al，Ti等存在，非真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)方(fang)法(fa)鍛(duan)(duan)煉(lian)難(nan)以控(kong)制；更是為了取得(de)更好(hao)的熱(re)(re)塑(su)性，鎳基耐熱(re)(re)合(he)金，一(yi)般選用真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)感應爐(lu)(lu)熔煉(lian)，乃(nai)至用真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)感應鍛(duan)(duan)煉(lian)加真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)自(zi)耗爐(lu)(lu)或(huo)電渣爐(lu)(lu)重熔方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)出產。
變形方面：選用(yong)鍛造(zao)、軋制(zhi)工藝，對于熱塑性差的(de)合金乃至選用(yong)揉捏(nie)開坯(pi)后軋制(zhi)或(huo)用(yong)軟鋼(或(huo)不銹鋼)包(bao)套直接揉捏(nie)工藝。變形的(de)意圖(tu)是為(wei)了(le)破碎鑄造(zao)安排，優(you)化微(wei)觀安排結(jie)構。
鑄造方面：一般用(yong)真(zhen)空感應爐(lu)熔(rong)煉母合金保證成(cheng)分(fen)與控制(zhi)氣(qi)體(ti)與雜質含量(liang)，并用(yong)真(zhen)空重熔(rong)-精細鑄造法制(zhi)成(cheng)零件(jian)。
熱處(chu)理方(fang)面：變(bian)形(xing)合(he)金(jin)和部分鑄造(zao)合(he)金(jin)需進行熱處(chu)理，包含固溶處(chu)理、中(zhong)(zhong)心處(chu)理和時(shi)(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理，以Udmet 500合(he)金(jin)為例，它的熱處(chu)理準則分為四段：固溶處(chu)理，1175℃，2小(xiao)時(shi)(shi)(shi)，空冷；中(zhong)(zhong)心處(chu)理，1080℃，4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)，空冷；一(yi)次時(shi)(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理，843℃，24小(xiao)時(shi)(shi)(shi)，空冷；二次時(shi)(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理，760℃，16小(xiao)時(shi)(shi)(shi)，空冷。以取得(de)所要求的安(an)排狀況和杰(jie)出的歸納功用。
鎳基耐蝕合金
首要(yao)(yao)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)元素是(shi)(shi)銅(tong)、鉻(ge)、鉬(mu)(mu)。具有(you)杰出的歸納功用(yong)，可耐(nai)各(ge)種(zhong)酸(suan)腐蝕和應力(li)(li)腐蝕。較早應用(yong)（1905年美(mei)國出產）的是(shi)(shi)鎳(nie)銅(tong)（Ni-Cu）合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)，又稱蒙乃爾合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(Monel合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)Ni 70 Cu30)；此(ci)外還有(you)鎳(nie)鉻(ge)（Ni-Cr）合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)（就是(shi)(shi)鎳(nie)基(ji)耐(nai)熱(re)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)，耐(nai)蝕合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)的耐(nai)熱(re)腐蝕合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)）、鎳(nie)鉬(mu)(mu)（Ni-Mo）合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)（首要(yao)(yao)是(shi)(shi)指(zhi)哈氏(shi)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)B系列，國內專業(ye)(ye)耐(nai)蝕合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)出產企業(ye)(ye)有(you)北(bei)(bei)京(jing)鋼鐵研討總院，上海康晟特種(zhong)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)有(you)限公司，北(bei)(bei)京(jing)融(rong)品(pin)科(ke)技有(you)限公司，寶(bao)鈦集團(tuan)稀有(you)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)資料公司等(deng)(deng)）、鎳(nie)鉻(ge)鉬(mu)(mu)（Ni-Cr-Mo）合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)（首要(yao)(yao)是(shi)(shi)指(zhi)哈氏(shi)合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)C系列，國內專業(ye)(ye)耐(nai)蝕合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)出產企業(ye)(ye)有(you)北(bei)(bei)京(jing)鋼鐵研討總院，北(bei)(bei)京(jing)融(rong)品(pin)科(ke)技有(you)限公司，寶(bao)鈦集團(tuan)稀有(you)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)資料公司等(deng)(deng)）等(deng)(deng)。與此(ci)同時，純鎳(nie)也是(shi)(shi)鎳(nie)基(ji)耐(nai)蝕合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)的典(dian)型代(dai)表。這些鎳(nie)基(ji)耐(nai)蝕合(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)首要(yao)(yao)用(yong)于制(zhi)作石(shi)油，化工(gong)，電力(li)(li)等(deng)(deng)各(ge)種(zhong)耐(nai)腐蝕環(huan)境(jing)用(yong)零部件。
類(lei)(lei)別 鎳(nie)基耐蝕(shi)合金多(duo)具有奧(ao)氏體安排。在(zai)固溶和時效(xiao)處理狀況下(xia)，合金的奧(ao)氏體基體和晶界上還有金屬(shu)間(jian)相(xiang)和金屬(shu)的碳氮化物存在(zai)，各種耐蝕(shi)合金按成分分類(lei)(lei)及(ji)其(qi)特性如(ru)下(xia)：
Ni-Cu合金 在(zai)(zai)復(fu)原性(xing)(xing)介質中耐(nai)蝕性(xing)(xing)優于(yu)鎳,而在(zai)(zai)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)介質中耐(nai)蝕性(xing)(xing)又優于(yu)銅，它在(zai)(zai)無氧(yang)和氧(yang)化(hua)劑的條件下，是耐(nai)高溫氟氣(qi)、氟化(hua)氫和氫氟酸(suan)的較好的資料（見金屬腐蝕）。
Ni-Cr合金(jin) 也就(jiu)是鎳基耐熱合金(jin)；首要在氧化性介質條件(jian)下運用。抗高(gao)溫(wen)氧化和含硫(liu)、釩等氣體的(de)(de)腐蝕(shi)，其(qi)耐蝕(shi)性隨鉻含量的(de)(de)添加而增強。這類合金(jin)也具(ju)有較好的(de)(de)耐氫氧化物（如NaOH、KOH）腐蝕(shi)和耐應(ying)力腐蝕(shi)的(de)(de)能力。
Ni-Mo合(he)金 首要在復(fu)原性(xing)(xing)介質腐蝕的(de)條件下運用。它(ta)是耐(nai)(nai)鹽酸腐蝕的(de)較好的(de)一種(zhong)合(he)金，但在有氧(yang)和氧(yang)化劑(ji)存在時(shi)，耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)會顯著下降(jiang)。
Ni-Cr-Mo(W)合金 兼(jian)有(you)上述(shu)Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的(de)功用。首要在氧化(hua)－復原混合介質條件下運用。這類合金在高溫氟化(hua)氫氣中、在含氧和氧化(hua)劑(ji)的(de)鹽酸、氫氟酸溶液(ye)中以(yi)及在室溫下的(de)濕氯氣中耐蝕性杰出。
Ni-Cr-Mo-Cu合金 具有既耐硝酸又耐硫酸腐蝕的能力，在一些氧化-復原性混合酸中也有很好的耐蝕性。
鎳基耐磨合金
首(shou)要合(he)金元素是鉻(ge)、鉬、鎢，還(huan)含(han)有(you)少(shao)量的(de)鈮、鉭(tan)和銦(yin)。除(chu)具有(you)耐(nai)(nai)磨功(gong)用外，其抗氧(yang)化、耐(nai)(nai)腐蝕、焊(han)接功(gong)用也好(hao)。可制作耐(nai)(nai)磨零部件，也可作為包覆資料，經過堆焊(han)和噴(pen)涂工藝將其包覆在其他基(ji)體資料外表。
鎳(nie)基合粉末有(you)自熔性合金粉末與非自熔性合金粉末。
非自熔性鎳基粉(fen)末是指不含(han)(han)B、Si或B、Si含(han)(han)量較低的鎳基合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末。這(zhe)類粉(fen)末，廣泛(fan)的應用于等離(li)子(zi)弧(hu)噴(pen)涂涂層(ceng)(ceng)、火焰噴(pen)涂涂層(ceng)(ceng)和等離(li)子(zi)外表強化。首要包含(han)(han)：Ni-Cr合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末、Ni-Cr-Mo合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末、Ni-Cr-Fe合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末、Ni-Cu合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末、Ni-P和Ni-Cr-P合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末、Ni-Cr-Mo-Fe合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末、Ni-Cr-Mo-Si高耐(nai)(nai)(nai)磨合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末、Ni-Cr-Fe-Al合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末、Ni-Cr-Fe-Al-B-Si合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末、Ni-Cr-Si合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末、Ni-Cr-W基耐(nai)(nai)(nai)磨耐(nai)(nai)(nai)蝕合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)粉(fen)末等。
在鎳合金粉末中參加適量B、Si便構成了鎳基自熔性合金粉末。所謂自熔性合金粉末亦稱低共熔合金，硬面合金，是在鎳、鈷、鐵基合金中參加能形低熔點共晶體的合金元素（首要是硼和硅）而構成的一系列粉末資料。常用的鎳基自熔性合金粉末有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、高鉬鎳基自熔性合金粉末、高鉻鉬鎳基自熔性合金粉末、Ni-Cr-W-C基自熔性合金粉末、高銅自熔性合金粉末、碳化鎢彌散型鎳基自熔性合金粉末等。
各種元素(su)在合(he)金(jin)中(zhong)的效(xiao)果：
●硼、硅元素(su)的效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)：顯著下降合金熔(rong)點，擴大固液(ye)相線溫度區，構成低熔(rong)共晶體；脫氧復原效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)和造渣功用(yong)；對(dui)涂(tu)層的硬 化(hua)、強化(hua)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)；改善操作工(gong)藝功用(yong)。
●銅元素的效果：進步對非氧化性酸的耐蝕性。
●鉻(ge)元素的效果(guo)：固溶強化效果(guo)、鈍化效果(guo)；進步(bu)耐蝕功用和(he)抗高溫氧化功用；富余的鉻(ge)容易與碳、硼(peng)構成(cheng)碳化鉻(ge)、硼(peng)化鉻(ge)硬質相然后進步(bu)合金硬度和(he)耐磨性(xing)。
●鉬(mu)元(yuan)素的效果：原子半(ban)徑大(da)，固溶(rong)后使(shi)晶(jing)格發作大(da)的畸變，顯著強化合金基體，進步(bu)基體的高(gao)溫強度和紅硬性；能夠切斷、下(xia)降(jiang)涂層中的網狀安排；進步(bu)抗氣蝕、沖(chong)蝕能力鎳基精細合金。
包含鎳基軟磁合金、鎳基精細電阻合金和鎳基電熱合金等。較常用的軟磁合金是含鎳80%左右的玻莫合金，其較大磁導率和開始磁導率高，矯頑力低，是電子工業中重要的鐵芯資料。鎳基精細電阻合金的首要合金元素是鉻、鋁、銅，這種合金具有較高的電阻率、較低的電阻率溫度系數和杰出的耐蝕性，用于制作電阻器。鎳基電熱合金是含鉻20%的鎳合金，具有杰出的抗氧化、抗腐蝕功用，可在1000～1100℃溫度下長期運用。
鎳基形狀回憶合金
含(han)鈦(tai)50（at)%的(de)鎳合(he)金。其回(hui)復(fu)溫度是70℃，形狀回(hui)憶效果(guo)好(hao)。少量(liang)改(gai)動鎳鈦(tai)成分份(fen)額，可使回(hui)復(fu)溫度在30～100℃范圍內改(gai)變。多(duo)用(yong)于制(zhi)作航天器(qi)上運(yun)用(yong)的(de)主(zhu)動張開結構(gou)件(jian)、宇航工(gong)業(ye)用(yong)的(de)自鼓勵緊固件(jian)、生物醫學上運(yun)用(yong)的(de)人工(gong)心臟馬達等(deng)。