镍基和铁镍耐蚀合金综述课件

关于镍基和铁镍耐蚀合金综述第1页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三内容提要及关键字

随着科学技术和经济建设的深入发展，民用工业中对高温耐蚀合金的需求不断提高。镍基和铁镍耐蚀合金的应用逐渐扩大，本篇论文较为详细的介绍了镍基和铁镍耐蚀合金的发展概况及应用现状，同时简要分析了各类合金的成分特点，主要合金元素的作用，不同元素的特性，并参考文献资料说明了镍基和铁镍耐蚀合金的焊接特点及热处理特点，同时给出了各种焊接时容易出现的问题及对策，同时从镍的特性出发列举了各类镍基耐蚀合金作用及工艺特性，

关键词：镍基铁镍耐蚀合金第2页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三目录概念发展特性典型镍基和耐蚀合金焊接特性及热处理特性焊接时候易出现的问题及对策参考文献第3页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍基和铁镍耐蚀合金定义镍基合金包括耐蚀合金和高温合金，一种是在一般常温腐蚀介质工作，称为耐蚀合金。而另一种是在高温600℃以上工作，抵御高温氧化腐蚀等，成为高温合金；以镍为基体,含镍大于50％，具有一定的高温强度等综合性能并且能够耐氧化或水容易介质腐蚀的合金,称为镍基耐蚀合金。与之对应的,将含镍大于30％,且含镍加铁大于50％的耐蚀合金,习惯上称为铁－镍基耐蚀合金。第4页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三发展概况海洋环保领域能源领域石油化工领域食品领域第5页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三第6页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三第7页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍及其特性

镍具有良好的机械强度和延展性，难熔、在空气中不氧化的特性。常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，能阻止本体金属继续氧化。

钢中加入镍，可以提高机械强度第8页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三杜拉镍

一种变形镍合金，可以通过热处理强化。具有很高的强度和良好的耐蚀性，易压力加工杜拉镍301性能及用途良好,在980°C以下具有良好的耐腐蚀和抗氧性能,同时还具有较高的强度,在低温环境中有优异的机械性能。第9页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍铜耐蚀合金Ni68Cu28Fe/Monel400Monel400合金是一种用量最大、用途最广泛、综合性能最佳的耐腐蚀镍铜合金组织结构为典型单相奥氏体组织。由于镍和铜可以任何比例互溶，故一般没有金属间相析出。Ni68Cu28Fe合金具有极高的耐腐蚀性第10页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍钼耐蚀合金

Ni-Mo合金主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的最好的一种合金，但在有氧和氧化剂存在时，耐蚀性会显著下降。第11页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍铬钼耐蚀合金由于合金以镍为基，且含Cr,Mo(W)量高，故此合金既耐氧化性酸，又耐还原性酸，还耐氧化-还原复合酸介质。此类合金还具有良好的室温和高温机械性能。由于镍铬钼合金中，铬，钼含量均较高，故它们均具有良好的耐孔蚀和耐缝隙腐蚀性能。同时镍铬钼合金，由于含镍量高，所以耐应力腐蚀能力也很强。第12页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍铬耐蚀合金

铬合金具有高强度和抗腐蚀性，与铁和镍组成的合金俗称不锈钢。常用于切削工具第13页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三铁镍基耐蚀合金由于镍元素较为稀缺且价格较贵，为了节约镍，还发展了以镍和铁为基的铁-镍基耐蚀合金。一般规定，不锈钢中的最高含镍量为30%，镍基耐蚀合金的含镍量>=50%，而铁-镍基耐蚀合金的含镍量则处于它们之间第14页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍基和铁镍耐蚀合金焊条W107Ni低温钢焊条：W107Ni是低氢钠型药皮含Ni的低温钢焊条，直流反接，可全位置焊接，焊缝金属具有良好的回火稳定性。Ni102镍及镍合金焊条：钛钙型药皮的纯镍焊条，具有较好的力学性能及耐热、耐腐蚀性，交、直流两用，采用直流反接。HT-105镍及镍合金焊丝：低氢型镍铬铁合金焊丝，除具有优良的抗裂性和抗晶界腐蚀性能外，还具有优异的耐应力腐蚀性能.第15页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍基和铁镍耐蚀合金的焊接特点一.易产生焊接热裂纹

由于镍基合金为单相奥氏体组织，所以与不锈钢相比，具有高的焊接热裂纹敏感性，特别是焊缝易产生多边化晶间裂纹。

如果在单相奥氏体焊缝中加人固溶强化的钼、钨、锰、铬、铌等元素，就可有效地抑制镍基合金焊缝多边化结晶的发展，从而显著提高抗热裂纹能力。第16页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三二.液态金属流动性差，焊缝熔深浅这是镍基合金的固有特性。靠加大焊接电流不是解决此问题的办法，因为电流增加会引起裂纹和气孔，降低接头的耐蚀性能，所以为了获得良好的焊缝成形，应采用小摆动工艺，另外要加大坡口角度，减小坡口钝边。第17页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍基和铁镍耐蚀合金热处理特点

众所周知，材料的性能取决于材料的组织组成，组织结构对镍基耐蚀合金的耐蚀性能有显著的影响。尤其当材料在炼制及热处理过程中，当合金成分控制不合理或热处理过程中存在温度以及冷却速度控制不当，在奥氏体晶内或者晶界就会产生大量碳化物等析出相。第18页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三固溶处理

固溶处理即将合金加热到一定温度(固溶温度)进行保温，使第二相溶入基体，为下一步时效处理做好准备，并获得一定晶粒度的对合金基体的处理。第19页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三时效处理

时效处理就是将经过固溶处理的合金重

新加热到一定的温度，保温一定时间使强

化相均匀的析出，使合金处于最大的强化

状态的热处理。第20页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍基合金的焊接工艺

1.焊缝清理

(1)焊缝清理坡口、钝边及焊道两侧30mm

范围。

(2)焊缝处氧化膜用锉刀、砂轮清理。

(3)焊缝处污物、油脂、漆应用丙酮、碱液

或专用合成剂清理。第21页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三镍基高温合金的热处理

一般来说分两种

一种是加工过程中为软化合金而进行的退火处理

另一种是为获得一定性能而进行的固溶、时效处理。第22页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三焊接注意事项焊接时在保证焊透和熔合良好的前提下，在工艺参数范围内尽量采用小的焊接线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法。焊件表面严禁电弧擦伤，并严禁在焊件表面引弧、收弧。各层各道的焊接接头要错开。焊接完毕必须及时将焊缝表面的熔渣及周围的飞溅物，防飞溅材料清理干净。第23页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三焊接工艺及控制要点

镍基、铁镍基耐蚀合金常用于高温、高压、介质有热腐蚀作用等十分苛刻的工作条件下,对材料使用性能要求很高。其焊接过程中的主要问题是焊缝结晶裂纹、过热区晶粒粗大及焊接接头的等强性。实践表明,通过选用合适的焊接材料,制定合理的焊接工艺方案和工艺评定试验,并结合切实可行的工艺控制要点,能够满足产品的设计要求和实际的使用需要。第24页，讲稿共27页，2023年5月2日，星期三

致谢本论文在编写过程中，参考了各类文献和网络资源，同时还有各位老师和同学的帮助，在此表示深深的谢意。由于作者水平有限，论文中的疏漏及错误之处在所难免