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【760℃800MPa級高溫材料鑄造高溫合金】


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【1200℃100MPa級高溫材料氧化物彌散強化(ODS)合金】是采用獨特的機械合金化(MA)工藝，超細的(小于50nm)在高溫下具有超穩(wěn)定的氧化物彌散強化相均勻地分散于合金基體中，而形成的一種特殊的高溫合金。其合金強度在接近合金本身熔點的條件下仍可維持，具有優(yōu)良的高溫蠕變性能、優(yōu)越的高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能。


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以鎳為基加入其他元素組成的合金。1905年前后制出的含銅約30%的蒙乃爾(Monel)合金，是較早的鎳合金。鎳具有良好的力學(xué)、物理和化學(xué)性能，添加適宜的元素可提高它的抗氧化性、耐蝕性、高溫強度和改善某些物理性能。鎳合金可作為電子管用材料、精密合金（磁性合金、精密電阻合金、電熱合金等）、鎳基高溫合金以及鎳基耐蝕合金和形狀記憶合金等。在能源開發(fā)、化工、電子、航海、航空和航天等部門中，鎳合金都有廣泛用途。


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【固溶強化型合金】使用溫度范圍為900～1300℃，最高抗氧化溫度達1320℃。例如GH128合金，室溫拉伸強度為850MPa、屈服強度為350MPa；1000℃拉伸強度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應(yīng)力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天發(fā)動機燃燒室、機匣等部件。


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NiO、FeO還原反應(yīng)開始溫度較低，而且，NiO的開始反應(yīng)溫度比FeO約低200℃；因而，火法冶煉鎳鐵過程中，盡管所采用的鎳礦NiO含量較低，但NiO 90%以上被還原，而且，在Ni/Fe很低的情況下，可通過不同的工藝操作，使產(chǎn)品含Ni量提高到較高水平，與鐵合金其他產(chǎn)品（如高碳鉻鐵、錳硅合金等）相比，電爐粗鎳冶煉難度相對較低。


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主要合金元素是銅、鉻、鉬。具有良好的綜合性能，可耐各種酸腐蝕和應(yīng)力腐蝕。最早應(yīng)用（1905年美國生產(chǎn)）的是鎳銅（Ni-Cu）合金，又稱蒙乃爾合金(Monel合金Ni 70 Cu30)；此外還有鎳鉻（Ni-Cr）合金（就是鎳基耐熱合金，耐蝕合金中的耐熱腐蝕合金）、鎳鉬（Ni-Mo）合金（主要是指哈氏合金B(yǎng)系列）、鎳鉻鉬（Ni-Cr-Mo）合金（主要是指哈氏合金C系列）等。與此同時，純鎳也是鎳基耐蝕合金中的典型代表。這些鎳基耐蝕合金主要用于制造石油，化工，電力等各種耐腐蝕環(huán)境用零部件。


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鎳鐵合金就是全部都是合金。鎳鐵主要成分為鎳與鐵，同時還含有Cr、Si、S、P、C等雜質(zhì)元素。鉻鎳系不銹鋼是消費鎳的主要不銹鋼品種，由于其優(yōu)異的綜合性能，得到廣泛應(yīng)用，占不銹鋼總產(chǎn)量的60%～75%。不銹鋼產(chǎn)量的增長將拉動鎳金屬消費量增長。隨著金融危機影響的漸漸消退，鎳價重回2萬美元以上，鎳鐵合金對降低不銹鋼冶煉成本的優(yōu)勢逐漸得到體現(xiàn)，鎳鐵在不銹鋼原料中占據(jù)了重要的地位。


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鎳在鑄鐵中有輕微的石墨化作用，可穩(wěn)定珠光體和減少鐵素體含量。因此鑄鐵中的鎳有助于取得均勻而一體的結(jié)構(gòu)和良好的性能。添加少量的鎳（Ni0.1%-1.0%）會導(dǎo)致形成微細的珠光體，當(dāng)含鎳量較高時，會形成馬氏體和奧氏體。微細而穩(wěn)定的珠光體可使鑄鐵具有良好的加工性能和硬度。因此，加鎳鑄鐵件可用來制造汽車制造業(yè)中的鑄件。


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含鎳量達5%可提高低碳結(jié)構(gòu)鋼的抗拉強度和硬度。在碳素鋼中含有3%鎳，可改善其抗拉強度、沖擊韌性、屈服點和變形能力。含鎳1%－4%的NiCrMo結(jié)構(gòu)鋼，由于這種鋼的抗拉強度同質(zhì)量的比值合適，所以很適于在汽車、機車和機器制造業(yè)中。耐磨構(gòu)件用鋼除這幾種元素外，還含有碳。最重要的含鎳鋼種和最大的用戶卻是不銹鋼和耐熱特殊鋼。例如Cr18Ni9Ti、Cr17Ni11Mo2等一系列耐熱不銹鋼，熱加工性能良好，在機械、醫(yī)療、國防、輕工中得到廣泛的應(yīng)用。