耐磨镍基合金文献
镍基合金焊接施工工艺综述
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除承受磨料磨损、黏着磨损及其他类型的磨损外，还要经受介质腐蚀和高温氧化作用的一类镍合金。故镍基工作条件比一般的耐磨钢和耐磨铸铁要复杂得多。
耐磨镍基合金的化学成分为(%)：Si0.60，Cr14.00~17.00，Mo4.50~6.00，Al 2.5~3.50，Fe8.00~12.00，Ti 1.50~2.50，Ni余量。在820℃时的拉伸强度为520MPa，伸长率为3% 。
耐磨镍基合金是指除承受磨料磨损、粘着磨损及其它类型的磨损外，还要经受介质腐蚀和高温氧化作用的一类镍基合金 。
故其工作条件比一般的耐磨钢和耐磨铸铁要复杂得多，耐着镍基合金的化学成分为(%)：C0.10~ 0.20，Mn 0.25，Si0.60，Cr14.00~17.00，Mo1.50~6.00，Al2.5~-3.50，Fe8.00~12.00，Ti1.50~2.50，Ni余量。在820℃时的拉伸强度为520MPa，伸长率为3% 。
这种材料一般用作在空气或低润滑液体中工作的耐磨零件，如石油化工设备、原子能设备以及喷气飞机和内燃机等中的阀门、泵件、活塞、活塞环、密封件、制动器、挺杆、轮叶及叶片等 。
镍基合金焊接施工工艺综述
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主要合金元素是铬、钼、钨，还含有少量的铌、钽和铟。除具有耐磨性能外，其抗氧化、耐腐蚀、焊接性能也好。可制造耐磨零部件，也可作为包覆材料，通过堆焊和喷涂工艺将其包覆在其他基体材料表面。
镍基合粉末有自熔性合金粉末与非自熔性合金粉末。
非自熔性镍基粉末是指不含B、Si或B、Si含量较低的镍基合金粉末。这类粉末，广泛的应用于等离子弧喷涂涂层、火焰喷涂涂层和等离子表面强化。主要包括：Ni-Cr合金粉末、Ni-Cr-Mo合金粉末、Ni-Cr-Fe合金粉末、Ni-Cu合金粉末、Ni-P和Ni-Cr-P合金粉末、Ni-Cr-Mo-Fe合金粉末、Ni-Cr-Mo-Si高耐磨合金粉末、Ni-Cr-Fe-Al合金粉末、Ni-Cr-Fe-Al-B-Si合金粉末、Ni-Cr-Si合金粉末、Ni-Cr-W基耐磨耐蚀合金粉末等。
在镍合金粉末中加入适量B、Si便形成了镍基自熔性合金粉末。所谓自熔性合金粉末亦称低共熔合金，硬面合金，是在镍、钴、铁基合金中加入能形低熔点共晶体的合金元素（主要是硼和硅）而形成的一系列粉末材料。常用的镍基自熔性合金粉末有Ni-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si-Mo、Ni-Cr-B-Si-Mo-Cu、高钼镍基自熔性合金粉末、高铬钼镍基自熔性合金粉末、Ni-Cr-W-C基自熔性合金粉末、高铜自熔性合金粉末、碳化钨弥散型镍基自熔性合金粉末等。
各种元素在合金中的作用：
●硼、硅元素的作用：显著降低合金熔点，扩大固液相线温度区，形成低熔共晶体；脱氧还原作用和造渣功能；对涂层的硬 化、强化作用；改善操作工艺性能
●铜元素的作用：提高对非氧化性酸的耐蚀性
●铬元素的作用：固溶强化作用、钝化作用；提高耐蚀性能和抗高温氧化性能；富余的铬容易与碳、硼形成碳化铬、硼化铬硬质相从而提高合金硬度和耐磨性
●钼元素的作用：原子半径大，固溶后使晶格发生大的畸变，显著强化合金基体，提高基体的高温强度和红硬性；可以切断、降低涂层中的网状组织；提高抗气蚀、冲蚀能力。
镍基合金是超合金中应用最广、强度最高的材料。超合金之名称即源自于材料特色;包括：
(1)性能超优异：高温下可维持高强度，且具有优异的抗潜变、抗疲劳等机械性质，以及抗氧化和耐蚀特性与良好的塑性和 焊接性。
(2)合金添加超繁杂：镍基合金常添加十种以上之合金元素，用以增进不同环境之耐蚀性；以及固溶强化或析出强化等作用。
(3)工作环境超恶劣：镍基合金被广泛用于各种严苛之使用条件，如航天飞行引擎燃气 室的高温高压部份、核能、石油、海洋工业之结构件，耐蚀管线等。
三、镍基合金之微组织
镍基合金的晶体结构主要为高温稳定之 面心立方体(FCC)沃斯田铁结构，为了提高其耐热性质，添加了大量的合金元素，这些元素会形成各种二次相，提升了镍基合金之高温强度。二次相的种类包含各种形式之 MC、M23C6、M6C、M7C3碳化物，主要分布在晶界，以及如 γ’ 或 γ’’ 等结 构上为整合性(Coherent)之有序(Ordering)介金属化合物。γ’与 γ’’ 相之其化学组成大致是Ni3(Al, Ti) 或 Ni3Nb，此类有序相在高温下非常稳定，经由它们的强化可得到优良的潜变破坏强度。 典型镍基合金之微组织如下图：
随着合金化程度的提高，其显微组织的变化有如下趋势： γ’相数量逐渐增多，尺寸逐渐增大，并由球状变成立方体，同一合金中出现尺寸和形态不相同的γ’相。此外，在铸造合金中还出现在凝固过程中形成的γ+γ’共晶，晶界析出不连续的颗粒状碳化物并被γ’相薄膜所包围，这些微组织的变化改善了合金的性能。此外，现代镍基合金的化学成份十分复杂，合金的饱和度很高，因此要求对每个合金元素 (尤其是主要强化元素)的含量严加控制，否则会在使用过程中容易析出其他有害的介金属相，如σ、Laves相等，将损害合金的强度和韧性。
四、合金元素之作用与牌号
镍基合金是高温合金中应用最广、强度最高的一类合金。其中添加较大量的Ni 为沃斯田铁相稳定元素，使得镍基合金维持 FCC结构而可以溶解较多其它合金元素，还能保持较好的组织稳定性与材料的塑性；而 Cr、Mo和Al则具有抗氧化和抗腐蚀作用，并具有一定的强化作用。镍基合金的强化依元素作用方式可分为：
(1)固溶强化元素，如W、Mo、Co、Cr和V等，藉由此类原子半径与基材的不同，在Ni-Fe之基地造成局部晶格应变来强化材料；
(2)析出强化元素则如Al、Ti、Nb和Ta等，可以形成整合性有序的A3B型金属间化合物，如Ni3(Al,Ti)等强化相(γ’)，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基合金更高的高温强度；
(3)晶界强化元素，如B、Zr、Mg和稀土元素等，可加强合金之高温性质。一般镍基合金的牌号由其所开发厂家来命名，如Ni-Cu合金又称为Monel合金，常见如Monel 400、K-500等。Ni-Cr合金一般称为 Inconel合金，也就是常见之镍基耐热合金，主要在氧化性介质条件下使用 ，常见如 Inconel 600、625等。若是Inconel合金中加入较高量的Fe来取代Ni，则为Incoloy合金，其耐高温程度不如镍基析出硬化型合金，但价格便宜，可用于喷射引擎里温度较低部份的组件及石化厂反应器等，如Incoloy 800H、825等。若于Inconel与Incoloy中加入析出强化元素，如Ti、Al、Nb等，则成为析出硬化型(铁)镍基合金，可于高温下仍保有良好的机械强度与抗蚀性，多用于喷射引擎的组件，如 Inconel 718 、Incoloy A-286 等。而 Ni-Cr-Mo(-W)(-Cu) 合金则称为哈氏耐蚀合（Hastelloy)，其中Ni-Cr-Mo主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。Hastelloy的代表牌号如C-276、C-2000等。
一、竞争格局
镍合金在家用领域主要应用在电子电工产品方面，主要应用于电视制造、家电制造等。
曾经预测铜合金引线框架带材将完全代替镍合金引线框架带材的情况，目前通过市场的甄别分类，显示出镍合金不能完全代替，并且已基本形成镍合金占20%，铜合金占80%的比例。近年来随着集成电路的小型化，Ni42镍合金带材由于特殊的性能，用量在扩大。
二、驱动力
1、镍基合金材料国产化水平较低，机会较大
我国已是世界彩电、彩管生产的大国，但是到目前为止，彩管用金属功能材料基本上依靠进口，彩管材料的国产化率不足10%，这为我国精密合金行业的发展提供了发展空间，高精度精密合金板带材已列入国家鼓励发展的高科技项目，因此显像管电视用镍合金带材将仍有很大的量。
2、镍基合金材料在电视机行业的不可替代性。
3、低膨胀镍合金优势明显。
三、阻碍因素
1、电视机等家用电子行业竞争激烈，整体步入微利时代。
彩电行业在家电行业中甚至于与经济领域内的任何一个行业相比，都可以说是市场化程度最深的行业之一。低价格策略的无序竞争使彩电行业整体进入了微利时代，当然这也许只是对久经价格战的国内彩电厂商而言，外国的跨国公司不可以同日而语。
2、镍基合金在家用电子行业应用比重的下降。
一、竞争格局
国际镍业研究组织（INSG）预期2011年全球镍消费量将由2010年的143万吨升至153万吨。INSG对2010年和2011年的产量预期不包括可能影响产量的调整因素。2009年镍市场过剩量约为11万吨，全球产量为135万吨，消费量为124万吨。
二、驱动力
国内镍合金市场需求迅速增加，发展前景良好，而目前国内镍合金带材加工行业处于老产业和新产业更替阶段，市场机遇良好。国内镍合金加工水平整体落后，体现在工艺技术、产品规格、产品质量、生产规模等方面，国家急需的电子电工行业镍合金带材、工业建设镍合金板材等。
三、阻碍因素
1、国内镍合金加工水平整体落后
主要体现在工艺技术、产品规格、产品质量、生产规模等方面，国际急需的电子电工行业镍合金带材、工业建设镍合金板材等，目前大部分依赖国外进口，受到国外制约。因此，全面提升镍合金加工水平、加快产品结构调整和技术进步显得非常紧迫，这是国家对镍合金产业发展的要求，也是加快经济发展的必需。
2、原材料价格波动较大，成为未来主要的竞争点
镍及镍合金板带材作为重要的金属材料具有很强的增值能力，随着中国经济的发展对镍几镍合金板带材的需求日益旺盛，产品价格也将随着市场的发展发生波动。
镍基合金耐磨合金