鎳由于具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、延展性和很高的化學(xué)穩(wěn)定性而廣泛應(yīng)用于不銹鋼、電鍍、電池、化工等領(lǐng)域，基本涵蓋了從民用產(chǎn)品到航天航空、、潛艇、原子能反應(yīng)堆等各個行業(yè)，成為發(fā)展現(xiàn)代航空工業(yè)、工業(yè)和建立人類高水平物質(zhì)文化生活的現(xiàn)代化體系不可缺少的金屬。

鎳的定義

純鎳是銀白色的金屬，熔點高(1455度)，力學(xué)功能和冷、熱壓力加工功能好，耐腐蝕性，是耐熱濃堿溶液腐蝕的好材料，耐中性和微酸性溶液以及，在大氣、淡水和海水中化學(xué)性安穩(wěn)，但不耐氧化性酸和高溫含硫氣體的腐蝕。一般用作機(jī)械、化工設(shè)備的耐腐蝕構(gòu)建，精密儀器結(jié)構(gòu)件，電子管和無線電設(shè)備零件，器械及食品工業(yè)餐具器皿等。

鋼與鎳及鎳合金焊接，常見問題解答

制造化工和石油設(shè)備時，為了節(jié)省昂貴的鎳，經(jīng)常需要將鋼與鎳及合金焊接在一起。

焊接的主要問題

焊接時，焊縫中的主要成分是鐵和鎳，鐵和鎳能夠互溶，不形成金屬間化合物。在一般情況下，焊縫中的含鎳量相對高，所以在焊接接頭的熔合區(qū)，不會形成擴(kuò)散層。焊接的主要問題是在焊縫中容易產(chǎn)生氣孔和熱裂紋。

氣孔

鋼與鎳及其合金焊接時，影響焊縫中形成氣孔的主要因素是氧、鎳及其他合金元素的含量。

①氧的影響。焊接時，液態(tài)金屬中可能會溶解較多的氧，而氧在高溫時與鎳氧化，純鎳?yán)滠垘Р墓?，形成NiO，NiO能與液體金屬中的氫和碳發(fā)生反應(yīng)生成水蒸氣和，在熔池凝固時如來不及逸出，殘留在焊縫中就形成氣孔。在純鎳與Q235-A埋弧焊的鐵鎳焊縫中，在氮和氫含量變化不大的情況下，焊縫中含氧量越高，焊縫中氣孔數(shù)量越多。

②鎳的影響。在鐵鎳焊縫中，氧在鐵鎳中的溶解度不同，氧在液態(tài)鎳中的溶解度大于液態(tài)鐵中的溶解度，而氧在固態(tài)鎳中的溶解度卻比在固態(tài)鐵中的小，因此，氧的溶解度在鎳結(jié)晶時的突變，比在鐵結(jié)晶時的突變更加明顯。所以，焊縫中Ni為15%~30%時的氣孔傾向小，不可逆純鎳?yán)滠垘Р模鳱i含量大時，氣孔傾向進(jìn)一步提高到60%~90%，泰興純鎳?yán)滠垘Р?，鋼的溶入量必然下降，因此引起形成氣孔的傾向變大。

③其他合金元素的影響。當(dāng)鐵鎳焊縫中含有錳、鉻、鉬、鋁、鈦等合金元素或符合合金化時，工業(yè)級純鎳?yán)滠垘Р?，能提高焊縫抗氣孔能力，這是由于錳、鈦和鋁等都具有脫氧作用，而鉻和鉬則提高焊縫固態(tài)金屬中的溶解度。所以鎳與1Cr18Ni9Ti不銹鋼焊縫的抗氣孔能力比鎳與Q235-A鋼焊縫高。鋁和鈦還能把氮固定在穩(wěn)定的化合物中，也能提高焊縫抗氣孔能力。

鎳合金的發(fā)展

Inco和Haynes公司利用這些商標(biāo)的度和美譽度，共計推出了MONEL、INCONEL、INCOLOY和HASTELLOY系列的大約50種耐腐蝕和耐熱合金。

德國的克虜伯VDM公司是一個后來比較出名的鎳基合金和生產(chǎn)者，其商標(biāo)是Nicrofer，Nimofer和Nicorros。

這三家世界的公司還在繼續(xù)開發(fā)化學(xué)工業(yè)感興趣的新型鎳合金和改進(jìn)型合金。本文提到的它們的合金列于表A。

所有早期的合金早已失去保護(hù)，現(xiàn)在世界許多其它生產(chǎn)廠都可以生產(chǎn)這些合金，或是其自己的商品名，或是符合標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范的通用合金名稱。如同藥品一樣，關(guān)于通用名產(chǎn)品和權(quán)產(chǎn)品之間的等效問題還存有爭論。

常用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如ASTM和DIN可能比合金開發(fā)生產(chǎn)廠家自定的標(biāo)準(zhǔn)限制性要求更少，廠商企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)對合金化學(xué)成分和冶金參數(shù)控制得更嚴(yán)一些，目標(biāo)在于確保較高的材料性能。

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