鎳基耐熱合金
主要合金元素有鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、硼、鋯等。其中Cr，Ai等主要起抗氧化作用，其他元素有固溶強(qiáng)化，沉淀強(qiáng)化與晶界強(qiáng)化等作用。
在650～1000℃高溫下有較高的強(qiáng)度與一定的抗氧化腐蝕能力，由于足夠高的高溫強(qiáng)度與抗氧化腐蝕能力，所以常用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、核反應(yīng)堆、能源轉(zhuǎn)換設(shè)備上的高溫零部件。
鎳基高溫合金(以下簡(jiǎn)稱(chēng)鎳基合金)是30年代后期開(kāi)始研制的。英國(guó)于1941年首先生產(chǎn)出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；為了提高蠕變強(qiáng)度又添加鋁，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國(guó)于40年代中期，蘇聯(lián)于40年代后期，中國(guó)于50年代中期也研制出鎳基合金。鎳基合金的發(fā)展包括兩個(gè)方面：合金成分的改進(jìn)和生產(chǎn)工藝的革新。50年代初，真空熔煉技術(shù)的發(fā)展，為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創(chuàng)造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50年代后期，由于渦輪葉片工作溫度的提高，要求合金有更高的高溫強(qiáng)度，但是合金的強(qiáng)度高了，就難以變形，甚至不能變形，于是采用熔模精密鑄造工藝，發(fā)展出一系列具有良好高溫強(qiáng)度的鑄造合金。60年代中期發(fā)展出性能更好的定向結(jié)晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿足艦船和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的需要，60年代以來(lái)還發(fā)展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩(wěn)定的高鉻鎳基合金。在從40年代初到70年代末大約40年的時(shí)間內(nèi)，鎳基合金的工作溫度從 700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。
成分和性能
鎳基高溫合金中應(yīng)用最為廣泛。主要原因在于，一是鎳基合金中可以溶解較多合金元素，且能保持較好的組織穩(wěn)定性；二是可以形成共格有序的 A3B型金屬間化合物γ[Ni3(Al，Ti)]相作為強(qiáng)化相，使合金得到有效的強(qiáng)化，獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強(qiáng)度；三是含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗氧化和抗燃?xì)飧g能力。鎳基合金含有十多種元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蝕作用，其他元素主要起強(qiáng)化作用。根據(jù)它們的強(qiáng)化作用方式可分為：固溶強(qiáng)化元素，如鎢、鉬、鈷、鉻和釩等；沉淀強(qiáng)化元素，如鋁、鈦、鈮和鉭；晶界強(qiáng)化元素，如硼、鋯、鎂和稀土元素等。
鎳基高溫合金按強(qiáng)化方式有固溶強(qiáng)化型合金和沉淀強(qiáng)化型合金。
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冶煉方面：為了獲得更純凈化的鋼水，減低氣體含量與有害元素含量；同時(shí)由于部分合金中有易氧化元素如Al，Ti等存在，非真空方式冶煉難以控制；更是為了獲得更好的熱塑性，鎳基耐熱合金，通常采用真空感應(yīng)爐熔煉，甚至用真空感應(yīng)冶煉加真空自耗爐或電渣爐重熔方式進(jìn)行生產(chǎn)。
變形方面：采用鍛造、軋制工藝，對(duì)于熱塑性差的合金甚至采用擠壓開(kāi)坯后軋制或用軟鋼(或不銹鋼)包套直接擠壓工藝。變形的目的是為了破碎鑄造組織，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)。
鑄造方面：通常用真空感應(yīng)爐熔煉母合金保證成分與控制氣體與雜質(zhì)含量，并用真空重熔-精密鑄造法制成零件。
熱處理方面：變形合金和部分鑄造合金需進(jìn)行熱處理，包括固溶處理、中間處理和時(shí)效處理，以Udmet 500合金為例，它的熱處理制度分為四段：固溶處理，1175℃，2小時(shí)，空冷；中間處理，1080℃，4小時(shí)，空冷；一次時(shí)效處理，843℃，24小時(shí)，空冷；二次時(shí)效處理，760℃，16小時(shí)，空冷。以獲得所要求的組織狀態(tài)和良好的綜合性能。
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②鎳基耐蝕合金
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(guó)生產(chǎn)）的是鎳銅（Ni-Cu）合金，又稱(chēng)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）鎳鉻鉬（Ni-Cr-Mo）合金等。與此同時(shí)，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。
類(lèi)別 鎳基耐蝕合金多具有奧氏體組織。在固溶和時(shí)效處理狀態(tài)下，合金的奧氏體基體和晶界上還有金屬間相和金屬的碳氮化物存在，各種耐蝕合金按成分分類(lèi)及其特性如下：
Ni-Cu合金 在還原性介質(zhì)中耐蝕性優(yōu)于鎳,而在氧化性介質(zhì)中耐蝕性又優(yōu)于銅，它在無(wú)氧和氧化劑的條件下，是耐高溫氟氣、氟化氫和氫氟酸的最好的材料（見(jiàn)日旺金屬）。
Ni-Cr合金 也就是鎳基耐熱合金；主要在氧化性介質(zhì)條件下使用?？垢邷匮趸秃?、釩等氣體的腐蝕，其耐蝕性隨鉻含量的增加而增強(qiáng)。這類(lèi)合金也具有較好的耐氫氧化物（如NaOH、KOH）腐蝕和耐應(yīng)力腐蝕的能力。
Ni-Mo合金 主要在還原性介質(zhì)腐蝕的條件下使用。它是耐鹽酸腐蝕的最好的一種合金，但在有氧和氧化劑存在時(shí)，耐蝕性會(huì)顯著下降。
Ni-Cr-Mo(W)合金 兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－還原混合介質(zhì)條件下使用。這類(lèi)合金在高溫氟化氫氣中、在含氧和氧化劑的鹽酸、氫氟酸溶液中以及在室溫下的濕氯氣中耐蝕性良好。
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-還原性混合酸中也有很好的耐蝕性。
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③鎳基耐磨合金
主要合金元素是鉻、鉬、鎢，還含有少量的鈮、鉭和銦。除具有耐磨性能外，其抗氧化、耐腐蝕、焊接性能也好。可制造耐磨零部件，也可作為包覆材料，通過(guò)堆焊和噴涂工藝將其包覆在其他基體材料表面。
鎳基合粉末有自熔性合金粉末與非自熔性合金粉末。
非自熔性鎳基粉末是指不含B、Si或B、Si含量較低的鎳基合金粉末。這類(lèi)粉末，廣泛的應(yīng)用于等離子弧噴涂涂層、火焰噴涂涂層和等離子表面強(qiáng)化。主要包括：Ni-Cr合金粉末、Ni-Cr-Mo合金粉末、Ni-Cr-Fe合金粉末、Ni-Cu合金粉末、Ni-P和Ni-Cr-P合金粉末、Ni-Cr-Mo-Fe合金粉末、Ni-Cr-Mo-Si高耐磨合金粉末、Ni-Cr-Fe-Al合金粉末、Ni-Cr-Fe-Al-B-Si合金粉末、Ni-Cr-Si合金粉末、Ni-Cr-W基耐磨耐蝕合金粉末等。
在鎳合金粉末中加入適量B、Si便形成了鎳基自熔性合金粉末。所謂自熔性合金粉末亦稱(chēng)低共熔合金，硬面合金，是在鎳、鈷、鐵基合金中加入能形低熔點(diǎn)共晶體的合金元素（主要是硼和硅）而形成的一系列粉末材料。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。
各種元素在合金中的作用：
硼、硅元素的作用：顯著降低合金熔點(diǎn)，擴(kuò)大固液相線溫度區(qū)，形成低熔共晶體；脫氧還原作用和造渣功能；對(duì)涂層的硬 化、強(qiáng)化作用；改善操作工藝性能
銅元素的作用：提高對(duì)非氧化性酸的耐蝕性
鉻元素的作用：固溶強(qiáng)化作用、鈍化作用；提高耐蝕性能和抗高溫氧化性能；富余的鉻容易與碳、硼形成碳化鉻、硼化鉻硬質(zhì)相從而提高合金硬度和耐磨性
鉬元素的作用：原子半徑大，固溶后使晶格發(fā)生大的畸變，顯著強(qiáng)化合金基體，提高基體的高溫強(qiáng)度和紅硬性；可以切斷、降低涂層中的網(wǎng)狀組織；提高抗氣蝕、沖蝕能力。
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④鎳基精密合金
包括鎳基軟磁合金、鎳基精密電阻合金和鎳基電熱合金等。最常用的軟磁合金是含鎳80％左右的玻莫合金，其最大磁導(dǎo)率和起始磁導(dǎo)率高，矯頑力低，是電子工業(yè)中重要的鐵芯材料。鎳基精密電阻合金的主要合金元素是鉻、鋁、銅，這種合金具有較高的電阻率、較低的電阻率溫度系數(shù)和良好的耐蝕性，用于制作電阻器。鎳基電熱合金是含鉻20％的鎳合金，具有良好的抗氧化、抗腐蝕性能，可在1000～1100℃溫度下長(zhǎng)期使用。
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⑤鎳基形狀記憶合金
含鈦50（at)％的鎳合金。其回復(fù)溫度是70℃，形狀記憶效果好。少量改變鎳鈦成分比例，可使回復(fù)溫度在30～100℃范圍內(nèi)變化。多用于制造航天器上使用的自動(dòng)張開(kāi)結(jié)構(gòu)件、宇航工業(yè)用的自激勵(lì)緊固件、生物醫(yī)學(xué)上使用的人造心臟馬
軟磁合金。
在外磁場(chǎng)作用下容易磁化，去除磁場(chǎng)后磁感應(yīng)強(qiáng)度又基本消失的磁性合金。
其磁滯回線面積小而窄，矯頑力一般低于800A/m，電阻率高，渦流損耗小，導(dǎo)磁率高，飽和磁感高。一般都加工成板材和帶材。熔融法制備。主要用作電器、電信工業(yè)中的各種鐵芯元件（如變壓器鐵芯、繼電器鐵芯、扼流圈等）。常用軟磁合金有低碳電工鋼、阿姆科鐵、硅鋼片、鎳鐵軟磁合金、鐵鈷軟磁合金、鐵硅軟磁合金等。
常用標(biāo)號(hào)及用途
1. 鐵鎳軟磁合金
牌號(hào):1J46,1J50,1J54,1J76,1J77,1J79,1J80,1J85,1J86,1J34,1J51,1J52,1J65,1J66, 1J67,1J83
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GBn198-88
用途:大部分用于弱磁或中等磁場(chǎng)工作的小型變壓器,脈沖變壓器,繼電器,互感器,磁放大器,電磁離合器,扼流圈鐵芯及磁屏蔽。
2. 磁溫度補(bǔ)償合金
牌號(hào):1J30,1J31,1J32 ,1J33,1J38
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T15005-94
用途: 電磁回路和永磁回路中的磁分路補(bǔ)償元件。
3. 耐蝕軟磁合金
牌號(hào):1J36,1J116,1J117
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T14986-94
用途: 在氧化性介質(zhì)和肼類(lèi)介質(zhì)中工作的電磁器件。
4. 高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度軟磁合金
牌號(hào):1J22
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T15002-94
用途: 電磁鐵極頭,電話耳機(jī)振動(dòng)膜,力矩馬達(dá)轉(zhuǎn)子。
5. 高硬度高電阻高磁導(dǎo)合金
牌號(hào):1J87,1J88,1J89 ,1J90,1J91
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T14987-94
用途: 用于制作錄音機(jī)和磁帶機(jī)磁頭芯片以及微特電機(jī)變壓器,傳感器,磁放大器等各種高頻電感元件鐵芯。
6. 磁頭用軟磁合金
牌號(hào):1J75 ,1J77C,1J79C,1J85C,1J87C,1J92,1J93,1J94,1J95
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):YB/T086-1996
用途:用于制作磁頭外殼,芯片,隔離片。
