铬、钼、钨、铜、铁、硅、铌、钽、钛、铝、氮元素在镍基合金中有什么作用

铬、钼、钨、铜、铁、硅、铌、钽、钛、铝、氮元素在镍基合金中有什么作用

纯镍对铬、钼、铜、钨等能改善其抗腐蚀性能的元素，如铬、钼、铜、钨等，可容纳更多的有效元素(单加或复加)，因而可以形成各种二元和多元合金，合金元素的作用不同，这里只是定性地描述了合金元素的作用，它们对性能的定量影响。接下来的一章将对此进行详细阐述。

1.铬

铬能作为一种可以工业应用的合金元素，它能不生锈，并且在氧化介质中有很好的耐腐蚀性。铬能很大程度上改善镍在强氧化性介质中的耐蚀性(如HNO3>H2CrO4及热浓H3PO4.湿法磷酸等)，共耐腐蚀性随铬含量的增加而增加;铬使镍具有高温抗氧化性能;铬提高镍在高温含硫气体中的耐蚀性。Mo二元合金中，铬对有害Ni2.钼具有抑制作用。

钼肥主要改善镍在还原性酸性介质中的抗腐蚀性能，在盐酸.湿法磷酸.氢氟酸，浓度≤60%硫酸中，钼是使镍基合金有良好耐腐蚀能力的重要合金元素。钼能显著提高点蚀和缝隙腐蚀环境下镍合金的抗点蚀和缝隙腐蚀能力。Mo型耐蚀合金中钼含量可达28%，而Ni-Cr-Mo型耐蚀合金中钼含量可达24%。另外，钼是一种固溶强化元素，在高温下提高合金的强度，同时也是一种重要的合金元素。

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3.钨

钨粉与钼相似，主要提高了镍基耐蚀合金的局部腐蚀性能，如点蚀和缝隙腐蚀。但由于钨的原子质量较高，在耐腐蚀性能上，钨的加入量应该是钼的两倍，大大提高了合金的成本，从而使钨的可用性下降。但添加3%~4%(质量分数)的钨粉时，钼含量为13%~16%(质量分数)，可获得良好的抗局部腐蚀性能。

4.铜

铜能显著提高非氧化状态下镍的耐腐蚀性能，尤其是含铜30%~40%蒙乃尔合金，在不透气硫酸中具有良好的耐腐蚀性能，而全浓度HF酸中则表现出优良的耐蚀性。2%~3%的铜添加到Ni-Cr-Mo-Fe系铁镍耐蚀合金中，使其在HCl.H2SO4和H2PO4中的抗腐蚀性能得到显著提高。此外，铜也提高了该合金对HF酸腐蚀能力。

5.铁

镍合金中添加铁的主要目的是降低其成本。但是，铁可提高镍基耐腐蚀合金对浓度超过50%H2SO4的耐腐蚀能力;Mo合金Ni-Mo合金则通过对有害相Ni4Mo的析出和降低裂纹敏感性。另外，铁还可以提高碳在镍中的溶解性，从而改善了合金的晶间腐蚀敏感性，提高了合金的抗渗碳能力。

6.硅

对于变形镍耐蚀合金，由于硅能稳定碳化物，并能促进有害金属间相的形成，必须严格控制，如Ni-Cr-Mo-W合金(HastelloyC-276)，硅量(质量分数)必须控制在0.08%以下，作为一种合金元素，其主要作用是提高合金在高温硫酸中的耐蚀性，在铸造工艺中，硅含量可达到9%~11%，用于不同的工业部门。

7.铌.钽

AOD引入镍基合金生产后，为了降低镍、铁镍耐蚀合金的晶间腐蚀敏感性，在AOD中加入铌和钽，从而降低合金的晶间腐蚀敏感性。可以使含碳量降低到较低水平，这样就不再需要添加铌和钽了，它们的另一个重要作用是降低焊接过程中的热裂倾向。

8.钛

钛为强碳化物形成元素，在镍、铁镍耐蚀合金中碳的溶解度较铁基合金低，即使在低碳含量较低时，同时又很难避免有害碳化物的析出，在合金中加入钛，可以减少或抑制合金中有害的M23C6和M6C的析出，降低合金的晶间腐蚀敏感性。同时，钛还可以进行时效强化，以提高合金的强度。

9.铝

抗腐蚀合金中，铝作为脱氧剂残留物，或为使耐腐蚀合金发生时效强化反应以获得增强强度而故意添加。另外，铝能在高温下形成高粘附着力强的氧化膜，提高合金的抗渗碳、抗氯化物性能。

10.氮

结果表明，氮能显著提高铁镍基抗蚀合金的点蚀及缝隙腐蚀能力，甚至可以达到与高镍基耐蚀合金相当的镍耐蚀合金。

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