以耐蚀特性而言,Ni-Cu合金在还原性介质中耐蚀性优于Ni,而在氧化性介质中耐蚀性又优于Cu,在无氧和氧化剂的条件下, 是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的比较好的材料;Ni-Cr合金主要在氧化性介质条件下使用。可抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀, 合金中含Cr量在大于13%时才能造成有效的抗蚀作用,而Cr含量越高,其耐蚀性越好, 但在非氧化性介质如盐酸中,耐蚀性较差,山西加工激光熔覆粉末订做价格, 这是因为非氧化性酸不易使合金生成氧化膜,同时对氧化膜还有溶解作用,山西加工激光熔覆粉末订做价格。
镍基合金中再添加含Mo与Cu等元素,山西加工激光熔覆粉末订做价格,则可增进保护对抗层还原酸之抗腐蚀能力,如Ni-Mo合金主要在还原性介质腐蚀的条件下使用,是耐盐酸腐蚀的比较好的一种合金,但在有氧和氧化剂存在时,耐腐性会显着下降 。 镍基合金粉末的缺点是什么?山西加工激光熔覆粉末订做价格
60年代中期发展出性能更好的方向性结晶和单晶高温合金,以及粉末冶金高温合金。
为了满足舰船和工业燃气轮机的需要,60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高Cr镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内,镍基合金的工作温度从700 提高1,100℃,平均每年提高10℃左右。时至***,镍基合金之使用温度已可超过1,100℃,从前述**初成份简单之Nimonic75 合金,到近期发展出之MA6000 合金,在1,100℃时拉伸强度可达2,220MPa、屈服强度为192MPa;其1,100℃/137MPa条件下之持久强度约达1,000小时,可用于航空发动机叶片。
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随着合金化程度的提高,其显微组织的变化有如下趋势: γ'相数量逐渐增多,尺寸逐渐增大,并由球状变成立方体,同一合金中出现尺寸和形态不相同的γ'相。此外,在铸造合金中还出现在凝固过程中形成的γ+γ'共晶,晶界析出不连续的颗粒状碳化物并被γ'相薄膜所包围,这些微组织的变化改善了合金的性能。此外,现代镍基合金的化学成份十分复杂,合金的饱和度很高,因此要求对每个合金元素 (尤其是主要强化元素)的含量严加控制,否则会在使用过程中容易析出其他有害的介金属相,如σ、Laves相等,将损害合金的强度和韧性。
镍基合金之生产技术
传统之镍基合金的生产流程为镍原料→ 镍合金铸锭(熔炼)→二次精炼→加工→成品→下游应用
一般镍基合金生产之流程图
其它如针对航天应用等之特殊需求,则发展出如方向性凝固,单晶铸造,粉末冶金等特殊技术。本文即针对传统上生产镍基合金之关键技术,如熔炼、热加工、热处理等做简要的介绍。
镍基合金之成分组成以Ni-Cr-Fe为主, 其它元素的添加如Cu、Si、Mn、Al、Ti、Nb、W、C等。一般从文献可了解这些元素对超合金材料的影响,但若要重组或添加新的合金成份,并了解其在微组织之交互作用, 近来已有以材料性质模拟软件,可进行合金系统热力学与动力学的计算,协助提供高性价比之方向,可提高合金设计的效率。
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此外,含Cr镍基合金经400~800oC 之热履历时,碳化铬(M23C6)会析出于晶界, 造成晶界周围形成铬缺乏区 (Cr-depletion Zone),而导致此区耐蚀性降低,称为敏化而容易导致沿晶侵蚀(IGA)及沿晶应力腐蚀破裂(IGSCC)的发生。另一方面,沃斯田铁系析出强化镍基合金之热处理则包括 (1)升温 至析出物回溶之温度之固溶阶段以及(2)于γ/ γ'两相区持温之时效阶段。其中固溶使得析出物回溶,基地中 γ' 析出所需元素增加, 并达成各添加元素之均质化,且控制基材 γ 相之晶粒尺寸;而时效阶段则可以持温温度、时间、冷速与多阶段时效来控制 γ' 之体积分率、形貌、尺寸与分布,主要析出物之分布与形貌可影响潜变与耐蚀性质。一般而言,强化相常为奈米尺度,以一般金相方法观察不易。常须藉助倍率较高之穿透式电子显微镜(TEM)来掌握析出物形貌。镍基合金粉末生产厂家-安阳宏博激光科技。河北激光熔覆粉末维修价格
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故高温时晶粒越小越容易产生晶界滑移潜变及沿晶裂缝。金属的潜变变形常为差排潜变与晶界滑移的交互作用,镍基合金由于具有介金属相的析出,可大幅***差排潜变,而晶界上析出之碳化物则可帮助抵抗晶界滑移造成之潜变现象,
此外,从传统的铸造方式改以单向性凝固长柱状晶,抵抗高温潜变的性质会上升,若进一步长成单晶时,抗潜变能力更大幅提高,故镍基合金也发展出方向性共晶凝固、单晶铸造、粉末冶金等特殊技术,进一步增进了镍基合金抵抗高温潜变的能力。
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