鎳基合金的耐蝕性

1、 Ni基合金的耐蝕性展望 姓名:余麗鵬 學(xué)號：20140910009 班級：材料14-1學(xué)院：物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 日期:2016年12月12日 摘要:在我們的生產(chǎn)生活中鎳基合金對腐蝕性環(huán)境具有有效的抵抗能力，基于防腐蝕問題，鎳基合金的介紹，,鎳合金的化學(xué)成分,各類鎳合金耐腐蝕性能，及與其它材料耐腐蝕性能的比較，對不同環(huán)境選用不同鎳合金提出了建議。一腐蝕對經(jīng)濟社會的影響例1.2006年3月某核電站土建處執(zhí)行設(shè)備腐蝕狀態(tài)檢查時發(fā)現(xiàn)，除鹽水分配系統(tǒng) 除鹽水箱的地腳螺栓出現(xiàn)嚴重的腐蝕，銹蝕掉已接近的1/3，地腳螺栓腐蝕與地面接觸腐蝕若進一步加劇，則影響設(shè)備的穩(wěn)定性和抗震性，帶來嚴重的安全隱患，將會影響

2、電站的安全運行。例2.2010年7月22日上午，貴州某化工廠車間工作人員發(fā)現(xiàn)變換工段管道有泄漏現(xiàn)象，隨后組織公司安全檢修人員到現(xiàn)場查看，并制定處理方案，之后不久，變換系統(tǒng)副線管道泄漏氣體處突然發(fā)生空間爆炸，造成現(xiàn)場5人死亡、6人受傷，預(yù)計經(jīng)濟損失約500萬元。腐蝕帶來的危害是多方面的，而大部分腐蝕是從漸變到突變，是“慢性病”，不易引起人們的重視，等積累到一定程度成為破壞性突發(fā)事故，才引起人們的關(guān)注。以上少數(shù)案例提醒我們腐蝕問題不容人們忽視。2003年出版的中國腐蝕調(diào)查報告中指出：中國的腐蝕損失占GDP的5%（加上間接損失2001年約為5000億人民幣），2012年我國GDP為519,322億人

3、民幣，以此計算腐蝕造成的損失25,966億元人民幣。據(jù)世界腐蝕組織（WCO）在對于材料破壞和腐蝕控制世界必須進行知識傳播與研究發(fā)展的白皮書中指出：“在全世界，腐蝕對經(jīng)濟和環(huán)境的破壞方面（包括公路、橋梁、油氣設(shè)施、建筑、水系統(tǒng)等）。目前，世界年腐蝕損失可達1.8萬億美元”，約合人民幣11萬億元。腐蝕給人類帶來的損失是很大的，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，世界上每年因腐蝕而報廢的金屬材料和設(shè)備約相當(dāng)于生產(chǎn)量的20%以上，在受力情況下鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕后，若腐蝕1，其強度下降1015。若雙面腐蝕各達5，其結(jié)構(gòu)將報廢。隨著全球工業(yè)的發(fā)展，腐蝕的問題日趨嚴重。二Ni基合金的介紹鎳基耐蝕合金是重要的耐蝕材料，與一般不銹鋼、其

4、它耐蝕金屬、非金屬材料相比，它們在各種腐蝕環(huán)境（包括電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕）中，具有耐各種形式腐蝕破壞（包括全面腐蝕、局部腐蝕以及應(yīng)力腐蝕等）的能力，并且兼有很好的力學(xué)性能及加工性能，其綜合耐蝕性能遠比不銹鋼和其它耐蝕金屬材料優(yōu)良，尤其適宜于現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)下苛刻的介質(zhì)環(huán)境，自1980年以來，鎳基耐蝕合金的研究與應(yīng)用范 圍正不斷擴大。鎳基合金是指在6501000高溫下有較高的強度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。按照主要性能又細分為鎳基耐熱合金，鎳基耐蝕合金，鎳基耐磨合金，鎳基精密合金與鎳基形狀記憶合金等。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

5、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Ni3(Al，Ti)相作為強化相，使合金得到有效的強化，獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度；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氣腐蝕能力。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，其他元素主要起強化作用。根據(jù)它們的強化作用方式可分為：固溶強化元素，如鎢、鉬、鈷、鉻和釩等；沉淀強化元素，如鋁、鈦、鈮和鉭；晶界強化元素，如硼、鋯、鎂和稀土元素等。鎳基高溫合金按強化方式有固溶強化型合金和沉淀強化型合金。鎳基合金的代表材料有:1 Incoloy合金，如Incoloy800，主要成分為；32N

6、i-21Cr-Ti,Al；屬于耐熱合金；2 Inconel合金，如Inconel600，主要成分是；73Ni-15Cr-Ti,Al；屬于耐熱合金；3 Hastelloy合金，即哈氏合金，如哈氏C-276，主要成分為；56Ni-16Cr-16Mo-4W；屬于耐蝕合金；4 Monel合金，即蒙乃爾合金，比如說蒙乃爾400，主要成分是；65Ni-34Cu；屬于耐蝕合金；三Ni基合金發(fā)展歷史鎳基高溫合金(以下簡稱鎳基合金)是30年代后期開始研制的。英國于1941年首先生產(chǎn)出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；為了提高蠕變強度又添加鋁，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-

7、2.5Ti-1.3Al)。美國于40年代中期，蘇聯(lián)于40年代后期，中國于50年代中期也研制出鎳基合金。鎳基合金的發(fā)展包括兩個方面：合金成分的改進和生產(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度，但是合金的強度高了，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)燃氣輪機的需要，60年代以來還發(fā)展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩(wěn)定的

8、高鉻鎳基合金。在從40年代初到70年代末大約40年的時間內(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。四Ni基合金的應(yīng)用鎳基合金在許多的領(lǐng)域中，比如： 1海洋：海域環(huán)境的海洋構(gòu)造物，海水淡化，海水養(yǎng)殖，海水熱交換等。 2環(huán)保領(lǐng)域：火力發(fā)電的煙氣脫硫裝置，廢水處理等。 3能源領(lǐng)域：原子能發(fā)電，煤炭的綜合利用，海潮發(fā)電等。 4石油化工領(lǐng)域：煉油，化學(xué)化工設(shè)備等。 5食品領(lǐng)域：制鹽，醬油釀造等。在以上的眾多領(lǐng)域中，普通不銹鋼是無法勝任的，在這些特殊的領(lǐng)域中，特種不銹鋼是不可缺少的，也是不可被替代的。近幾年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)達，隨著工業(yè)領(lǐng)域的層次的不斷提高，越來越多的項目需要

9、檔次更高的不銹鋼。隨著各行業(yè)對鎳基合金需求量的增長。2011年我國鎳基合金市場規(guī)模達到230.7億元，同比增長率19.47%。因此，行業(yè)發(fā)展水平處于穩(wěn)步上升趨勢。總結(jié)材料的腐蝕對我們的生產(chǎn)生活帶來很大的困惑，耐腐蝕的Ni基合金在我們生產(chǎn)生活得到了大量的運用，了解Ni基合金的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，運用它們可以幫助我們減少經(jīng)濟損失，增強生產(chǎn)安全，提高生產(chǎn)效率。參考文獻【1】 馬國印 鎳和鎳合金耐腐蝕性分析化工裝備技術(shù)第28卷 第1期 2007年【2】 楊瑞成，聶福榮，鄭麗平，車驥，興長策鎳基耐蝕合金特性、進展及其應(yīng)用第28卷第4期2002年12月 甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報【3】 李超，徐樺 鎳及鎳基合金耐腐蝕性分析及應(yīng)用 河南化工【4】 徐先平，金嘉群 鎳基合金涂層的耐腐蝕應(yīng)用研究【5】 徐光憲 張嘉德 材料腐蝕與防護措施【6】 蔡健平, 陸峰, 吳小梅 我國航空材料的腐蝕與防護現(xiàn)狀與展望J航空材料學(xué)報，2006,