镍合金的耐腐蚀应用

作者/来源：保罗·克鲁克   日期： 2008-07-31   点击率：1072

    镍及其合金广泛使用于化学及化学工业酸、碱、盐等腐蚀介质之中，使用范围十分广阔。镍合金是很重要的工业材料。从耐腐蚀意义上说，它们介于不锈钢和稀有材料（如钽）之间。镍合金一般使用于具有腐蚀性的无机酸以及含氯化物的环境中。在此腐蚀环境下，多数不锈钢易产生应力腐蚀裂纹、点腐蚀以及缝隙腐蚀。工业选用上纯镍作为抵抗碱腐蚀材料。虽然锆与钛合金以及耐腐蚀的镍合金具有相同的耐蚀性能区域，但这些被称之为“活性金属”的合金，具有特殊的使用性能，不能经受某些离子的腐蚀，诸如氟化物的腐蚀。     镍合金适用于抵抗多种多样腐蚀形式，对氯化物引起的应力腐蚀有着很高的耐蚀性，可耐受具有腐蚀性的还原性酸，如盐酸、氢氟酸以及低浓度硫酸的腐蚀。某些镍合金还可耐强还原性酸以及强氧化性酸的腐蚀。多种镍合金显示出对碱有着很强的耐蚀性。部分镍合金对局部腐蚀（点腐蚀和缝隙腐蚀）的耐蚀性很高。全部镍合金的延展性均很好，易成型，焊接性能好。镍本身能抵抗某些化学品介质的腐蚀，且与其他金属，包括铬、铜、钼、钨等金属具有冶金相容性，可组成多种镍基合金，从而大大提高了其耐蚀性能。     铬在镍合金中的作用与在不锈钢中的作用相同，在有氧气存在的条件下，铬可加速形成钝化膜，阻碍腐蚀发生。如果在镍基合金中加入铁，同样可促进产生钝化膜而阻止腐蚀。     铜、钼及钨是可以提高镍基合金在活性腐蚀条件下的贵金属性。由于它们的原子尺寸大，钼、钨与铌一样，都是镍基合金的重要增强剂。     除工业纯镍外，还有镍基合金体系。3种二元合金体系：Ni-Cr合金、Ni-Cu合金和Ni-Mo合金。铬促进产生钝化膜，铜对抵抗海水、碱水以及还原性酸，特别是氢氟酸的腐蚀大有好处。二元镍基合金体系最适用的是Ni-Cr-Mo体系。铬和钼不仅可以耐氧化性以及还原性酸的腐蚀，而且它们对氯化物引起的点腐蚀、缝隙腐蚀以及应力腐蚀的耐蚀性能也很优良。Ni-Cr-Fe以及Ni-Fe-Cr合金体系的设计目的在于弥补Ni-Cr合金和奥氏体不锈钢之间的性能与价格的缺陷。它们的优点之一是提高了不锈钢的抗应力腐蚀裂纹的能力。     本文对常用镍合金化学成分的特性进行分析和说明，以便指导针对各种各样化学品的腐蚀选择适用的镍合金。 1  材料结构 1.1  工业纯镍     许多材料冒充成工业纯镍出售，大多数纯镍的含镍量超过了99％，还加入其他少量元素，以用于控制其特殊性能。很多纯镍因其电磁性优越而应用于电子工业。     纯镍具有良好的耐腐蚀性能，其原因首先是纯镍耐苛性碱，且对苛性碱的浓度及温度耐腐蚀范围很宽；其次是它们很容易组成多种镍基合金，可抵抗弱腐蚀性介质，使其适合作为食品加工设备的材料。 1.2  镍铜合金（Ni-Cu）     镍和铜为元素周期表中相邻的2种元素，其原子结构相同，均为面心立方体系，在固体状态下....