鎳合金是以鎳為基加入其他合金元素組成的重有色金屬材料。為了進(jìn)一步提高鎳的物理性能和化學(xué)性能,滿足科學(xué)技術(shù)和工業(yè)發(fā)展的要求,需在鎳中添加適量的合金元素。鎳合金屬于重有色金屬材料的鎳合金主要有電真空用鎳合金、熱電偶用鎳合金、蒙乃爾合金、鎳鈹合金和合成金剛石用鎳基觸媒合金等,主要用于電子、化工、機(jī)械、醫(yī)療、能源開(kāi)發(fā)和航海、航空及航天等部門。
按用途分為:
1.鎳基高溫合金。主要合金元素有鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、硼、鋯等。其中鉻起抗氧化和抗腐蝕作用,其他元素起強(qiáng)化作用。在650~1000℃高溫下有較高的強(qiáng)度和抗氧化、抗燃?xì)飧g能力,是高溫合金中應(yīng)用最廣、高溫強(qiáng)度最高的一類合金。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。
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)用的是鎳銅合金,又稱蒙乃爾合金;此外還有鎳鉻合金、鎳鉬合金、鎳鉻鉬合金等。用于制造各種耐腐蝕零部件。
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。
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。
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達(dá)等。
此外,鎳合金在電子、化工、機(jī)械、醫(yī)療、能源開(kāi)發(fā)和航海、航空及航天等方面被廣泛應(yīng)用,具體應(yīng)用在以下行業(yè):
1.熱處理工業(yè)。如爐輥、鐘式爐及退火爐等。
2.煅燒爐。如用其來(lái)煅燒生產(chǎn)高性能剛玉,煅燒鉻鐵礦,以生產(chǎn)鉻鐵合金,回收在石油化工中用作催化劑的鎳。
3.化工和石油化工,用其制備新的蒸汽裂化粗汽油爐,以生產(chǎn)氫等。
4.自動(dòng)化裝置。如催化支撐系統(tǒng),火花塞。
5.核工業(yè)用清洗設(shè)備,如核廢料清除。
6.鋼鐵工業(yè)。如直接還原鐵礦石工藝,生產(chǎn)海綿鈦。