一、鎳基合金定義
鎳基合金一般以Ni含量超過30wt%之合金稱之，常見產(chǎn)品之Ni含量都超過50wt%， 由于具有超群的高溫機(jī)械強(qiáng)度與耐蝕性質(zhì)，與鐵基和鈷基合金合稱為超合金(Superalloy)，一般是應(yīng)用在540℃以上的高溫環(huán)境，并依其使用場合，選用不同合金設(shè)計，多用于特殊耐蝕環(huán)境、高溫腐蝕環(huán)境、需具備高溫機(jī)械強(qiáng)度之設(shè)備。常應(yīng)用于航天、能源、石化工業(yè)或特殊電子/光電等領(lǐng)域。
二、鎳基合金之特色
鎳基合金是超合金中應(yīng)用廣、強(qiáng)度高的材料。超合金之名稱即源自于材料特色。
包括：
1、工作環(huán)境超惡劣：鎳基合金被廣泛用于各種嚴(yán)苛之使用條件，如航天飛行引擎燃?xì)?室的高溫高壓部份、核能、石油、海洋工業(yè)之結(jié)構(gòu)件，耐蝕管線等。
2、性能超優(yōu)異：高溫下可維持高強(qiáng)度，且具有優(yōu)異的抗?jié)撟?、抗疲勞等機(jī)械性質(zhì)，以及抗氧化和耐蝕特性與良好的塑性和 焊接性。
3、合金添加超繁雜：鎳基合金常添加十種以上之合金元素，用以增進(jìn)不同環(huán)境之耐蝕性；以及固溶強(qiáng)化或析出強(qiáng)化等作用。
三、各種元素對鎳基合金的作用
金屬鎳直到達(dá)到熔點之前一直保持著奧氏體，面心立方結(jié)構(gòu)。這就給韌脆轉(zhuǎn)變提供了自由度，同時也大大減小了因其他金屬一起并存而出現(xiàn)的制造問題。在電化序上，鎳比鐵惰性而比銅活波。
鎳基合金與不銹鋼和其他鐵基合金相比，在固溶狀態(tài)下能夠容納更多的合金元素，而且還能保持很好的冶金穩(wěn)定性。這些因素允許添加多種多樣的合金元素，使鎳基合金大量的應(yīng)用在千差萬別的腐蝕環(huán)境中。
因此，在還原性環(huán)境中，鎳比鐵要耐腐蝕，但沒有銅耐腐蝕。在鎳的基礎(chǔ)上，加上鉻之后，使合金具備了抗氧化性能，由此可以產(chǎn)生很多種應(yīng)用范圍非常廣泛的合金，使他們可以對還原性環(huán)境和氧化性環(huán)境的抵抗力。
鎳基合金中常見的元素主要有：
鎳Ni
提供冶金穩(wěn)定性、提高熱穩(wěn)定性和可焊性、提高對還原性酸和苛性鈉的抗腐蝕性、提高尤其是在氯化物和苛性鈉環(huán)境中的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能。
鋁Al
提高高溫抗氧化性、提升時效硬化。
銅Cu
提高對還原性酸（尤其是那些用于空氣不流通場合的硫酸和氫氟酸）和鹽類的抗腐蝕性、銅添加到鎳-鉻-鉬-鐵合金中有助于提高對氫氟酸、磷酸和硫酸的抗腐蝕性。
氮N
提高冶金穩(wěn)定性、提高抗點蝕、間隙腐蝕性能、提高強(qiáng)度。
鈷Co
提供增強(qiáng)的高溫強(qiáng)度、提高抗碳化、抗硫化性能。
鈦Ti
與碳結(jié)合，減少了熱處理時發(fā)生碳化鉻沉淀造成的晶間腐蝕、提升時效強(qiáng)化。
鈮Nb
與碳結(jié)合，減少了熱處理時發(fā)生碳化鉻沉淀造成的晶間腐蝕、提高抗點蝕、間隙腐蝕性能、提高高溫強(qiáng)度。
鎢W
提高抗還原性酸和局部腐蝕的性能、提高強(qiáng)度和可焊性。
鉻Cr
提高抗氧化和高溫抗氧化、抗硫化性能、提高抗點蝕、間隙腐蝕性能。
鉬Mo
提高對還原性酸的抗腐蝕性、提高含氯化物水溶液環(huán)境下的抗點蝕、間隙腐蝕的性能、提高高溫強(qiáng)度。
鐵Fe
提高對高溫滲碳環(huán)境的抵抗性、降低合金成本、控制熱膨脹。
這些合金元素中很多都可以與鎳在很寬的成分范圍內(nèi)結(jié)合形成單相固溶體，保證合金在很多腐蝕條件下都具有良好的抗腐蝕性。合金在完全退火的狀態(tài)下，也具有良好的力學(xué)性能，而無需擔(dān)心制造加工或熱加工中帶來的有害的冶金變化。很多高鎳合金可以通過固溶硬化、碳化物沉淀、沉淀（時效）硬化和彌散強(qiáng)化等方式提高強(qiáng)度。
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