镍基合金

镍合金（Nickel-based Alloy）

一、定义：以镍为基（含镍量≥50%）加入其他合金元素组成的金属材料。

二、性能：镍具有良好的力学、物理和化学性能，添加适宜的元素可提高它的抗氧化性、耐蚀性、高温强度和改善某些物理性能。

三、制作：镍合金的铸锭或铸件主要采用真空熔铸法生产。铸锭首先经热轧、挤压或锻造开坯、经中间热处理后再进行轧制或拉伸，最后加工成所需的成品。有些镍基高温合金直接使用铸件或采用粉末冶金方法制成所需的零件使用。

四、合金元素及其作用：

1.能与镍形成固溶体的固溶强化元素，如铜、钴、铁、铬、钼、钨、锰等;其强度、硬度、抗震性、耐蚀性、抗氧化性、高温强度和某些物理性能，如磁性、热电势、电阻系数等都明显提高，而膨胀系数、对铜的热电势和电阻温度系数则大大降低。

2.与镍形成中间化合物强化相的元素，如铝、硅、铍、钛、锆、铪、钒、铌和钽等。镍中添加固溶强化元素时，镍中添加能形成强化相的合金元素时，材料的性能，特别是高温力学性能、耐蚀性和某些物理性能，将会进一步提高。

3.一些微量元素，如稀土元素、硼、镁、钙、锶和钡等。合金中添加微量元素或则为了消除有害杂质对合金性能的不良影响、或则为了使合金获得一些特殊的物理性能、或则为了强化合金晶界，从而保证合金制品具有更好的使用效果和更长的使用寿命。

五、分类

1、按主要性能分为：

①镍基高温合金。主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中铬起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素起强化作用。在650～1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力，是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。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。

②镍基耐蚀合金。主要合金元素是铜、铬、钼。具有良好的综合性能，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。最早应用的是镍铜合金，又称蒙乃尔合金；此外还有镍铬合金、镍钼合金、镍铬钼合金等。用于制造各种耐腐蚀零部件。

③镍基耐磨合金。主要合金元素是铬、钼、钨，还含有少量的铌、钽和铟。除具有耐磨性能外，其抗氧化、耐腐蚀、焊接性能也好。可制造耐磨零部件，也可作为包覆材料，通过堆焊和喷涂工艺将其包覆在其他基体材料表面。

④镍基精密合金。包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热合金等。最常用的软磁合金是含镍80%左右的玻莫合金，其最大磁导率和起始磁导率高，矫顽力低，是电子工业中重要的铁芯材料。镍基精密电阻合金的主要合金元素是铬、铝、铜，这种合金具有较高的电阻率、较低的电阻率温度系数和良好的耐蚀性，用于制作电阻器。镍基电热合金是含铬20%的镍合金，具有良好的抗氧化、抗腐蚀性能，可在1000～1100℃温度下长期使用。

⑤镍基形状记忆合金。含钛50（at)%的镍合金。其回复温度是70℃，形状记忆效果好。少量改变镍钛成分比例，可使回复温度在30～100℃范围内变化。多用于制造航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件、生物医学上使用的人造心脏马达等。

1. 按产品形态分为：

镍基合金裸焊棒、镍基合金粉末、镍基电焊条、镍基合金精密铸件和变形合金等。

• 市面常见牌号：

Inconel 690、Hatselloy C-276、Haynes 242、 Monel 400、Incoloy800等。

七、主要应用行业：

1、航空航天（发动机、燃烧室、涡轮）

2、汽车工业（排气系统、点火装置、传感器、安全装置）

3、精细化工（容器、管道、泵及阀门）

4、海洋工程（船舶、潜艇、海上石油钻井平台）

5、石油化工

6、环保工程

7、电力工业

8、生物医学等

八、国内外产业情况：

近年来，镍基合金材料应用领域不断扩大，产量也不断提高。目前，世界上镍产品的消费结构主要由不锈钢、合金、电镀、电池和造币等方面组成，其中占据消费市场主导的是冶金行业，占总消费量的80%以上，单是不锈钢的消耗就占镍总消费量的60%以上。随着国内经济发展和科技进步，市场对镍及镍合金材料的消费也在迅速攀升，供需总体形势为中低端用途镍合金产品国内供需能力基本平衡，高端用途镍合金产品国内生产水平较低，满足不了市场需求，进口量较大。我国每年镍及镍合金材料的进口量是国内产量的几倍以上。 从目前看来，全球经济状况稳步回升，经济危机对市场的影响正在逐步减少，在良好的市场信心带动下，对金属镍及镍合金在经济面、供需面、库存方面存在较为有利的影响。

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