發(fā)布時間: 2021-12-03 點(diǎn)擊次數(shù): 1544次
鎳基合金是指在650~1000℃高溫下有較高的強(qiáng)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(xì)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。高溫合金按照基體的不同,分為:鐵基高溫合金,鎳基高溫合金與鈷基高溫合金。其中鎳基高溫合金簡稱鎳基合金。
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(1905年美國生產(chǎn))的是鎳銅(Ni-Cu)合金,又稱蒙乃爾合金(Monel合金Ni 70 Cu30);此外還有鎳鉻(Ni-Cr)合金(就是鎳基耐熱合金,耐蝕合金中的耐熱腐蝕合金)、鎳鉬(Ni-Mo)合金(主要是指哈氏合金B(yǎng)系列)、鎳鉻鉬(Ni-Cr-Mo)合金(主要是指哈氏合金C系列)等。與此同時,純鎳也是鎳基耐蝕合金中的典型代表。這些鎳基耐蝕合金主要用于制造石油,化工,電力等各種耐腐蝕環(huán)境用零部件。
鎳基耐蝕合金多具有奧氏體組織。在固溶和時效處理狀態(tài)下,合金的奧氏體基體和晶界上還有金屬間相和金屬的碳氮化物存在,各種耐蝕合金按成分分類及其特性如下:
Ni-Cu合金 在還原性介質(zhì)中耐蝕性優(yōu)于鎳,而在氧化性介質(zhì)中耐蝕性又優(yōu)于銅,它在無氧和氧化劑的條件下,是耐高溫氟氣、氟化氫和氫氟酸的材料(見金屬腐蝕)。
Ni-Cr合金 也就是鎳基耐熱合金;主要在氧化性介質(zhì)條件下使用。抗高溫氧化和含硫、釩等氣體的腐蝕,其耐蝕性隨鉻含量的增加而增強(qiáng)。這類合金也具有較好的耐氫氧化物(如NaOH、KOH)腐蝕和耐應(yīng)力腐蝕的能力。
Ni-Mo合金 主要在還原性介質(zhì)腐蝕的條件下使用。它是耐鹽酸腐蝕的一種合金,但在有氧和氧化劑存在時,耐蝕性會顯著下降。
Ni-Cr-Mo(W)合金 兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化-還原混合介質(zhì)條件下使用。這類合金在高溫氟化氫氣中、在含氧和氧化劑的鹽酸、氫氟酸溶液中以及在室溫下的濕氯氣中耐蝕性良好。
Ni-Cr-Mo-Cu合金 具有既耐硝酸又耐硫酸腐蝕的能力,在一些氧化-還原性混合酸中也有很好的耐蝕性。
[1] 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??芍圃炷湍チ悴考部勺鳛榘膊牧?,通過堆焊和噴涂工藝將其包覆在其他基體材料表面。
鎳基合粉末有自熔性合金粉末與非自熔性合金粉末。
非自熔性鎳基粉末是指不含B、Si或B、Si含量較低的鎳基合金粉末。這類粉末,廣泛的應(yīng)用于等離子弧噴涂涂層、火焰噴涂涂層和等離子表面強(qiáng)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基耐磨耐蝕合金粉末等。
在鎳合金粉末中加入適量B、Si便形成了鎳基自熔性合金粉末。所謂自熔性合金粉末亦稱低共熔合金,硬面合金,是在鎳、鈷、鐵基合金中加入能形低熔點(diǎn)共晶體的合金元素(主要是硼和硅)而形成的一系列粉末材料。常用的鎳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、高鉬鎳基自熔性合金粉末、高鉻鉬鎳基自熔性合金粉末、Ni-Cr-W-C基自熔性合金粉末、高銅自熔性合金粉末、碳化鎢彌散型鎳基自熔性合金粉末等。
各種元素在合金中的作用:
●硼、硅元素的作用:顯著降低合金熔點(diǎn),擴(kuò)大固液相線溫度區(qū),形成低熔共晶體;脫氧還原作用和造渣功能;對涂層的硬 化、強(qiáng)化作用;改善操作工藝性能
●銅元素的作用:提高對非氧化性酸的耐蝕性
●鉻元素的作用:固溶強(qiáng)化作用、鈍化作用;提高耐蝕性能和抗高溫氧化性能;富余的鉻容易與碳、硼形成碳化鉻、硼化鉻硬質(zhì)相從而提高合金硬度和耐磨性
●鉬元素的作用:原子半徑大,固溶后使晶格發(fā)生大的畸變,顯著強(qiáng)化合金基體,提高基體的高溫強(qiáng)度和紅硬性;可以切斷、降低涂層中的網(wǎng)狀組織;提高抗氣蝕、沖蝕能力。
[2] 包括鎳基軟磁合金、鎳基精密電阻合金和鎳基電熱合金等。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℃溫度下長期使用。
[3] 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張開結(jié)構(gòu)件、宇航工業(yè)用的自激勵緊固件、生物醫(yī)學(xué)上使用的人造心臟馬達(dá)等。
[3] 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304是無法勝任的,在這些特殊的領(lǐng)域中,特種不銹鋼是*的,也是不可被替代的。近幾年來,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)達(dá),隨著工業(yè)領(lǐng)域的層次的不斷提高,越來越多的項(xiàng)目需要檔次更高的不銹鋼。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(dá)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。
一、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
隨著我國宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境及工業(yè)發(fā)展形勢的良好運(yùn)行,各個行業(yè)均或多或少獲得了相應(yīng)的影響,鎳基合金行業(yè)也不例外,加之行業(yè)內(nèi)的企業(yè)通過近些年不斷引進(jìn)國外的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備及配套技術(shù),帶動了鎳基合金行業(yè)市場的繁榮發(fā)展。目前有合金鎳粉末、鎳合金型材、鎳合絲及鎳合金管等幾類基本產(chǎn)品。
二、價格
價格的高低是鎳基合金企業(yè)在做戰(zhàn)略時的主要考慮因素,因?yàn)楫?dāng)前鎳基合金行業(yè)集中度較高,所以競爭比較激烈,但是未來隨著我國經(jīng)濟(jì)運(yùn)行形勢良好發(fā)展,我國廉價勞動力的勞動成本也在逐年上升,加之鎳基合金行業(yè)也逐漸的開始集群化發(fā)展,并與國內(nèi)機(jī)構(gòu)在一定的區(qū)域內(nèi)集中形成上、中、下游結(jié)構(gòu)完整性,外圍加大對產(chǎn)業(yè)體系的支持,終將導(dǎo)致鎳基合金產(chǎn)品價格呈現(xiàn)上升趨勢。
三、渠道
目前我國鎳基合金行業(yè)的營銷渠道分為以下兩種:一是生產(chǎn)企業(yè)——經(jīng)銷商——消費(fèi)者二是生產(chǎn)企業(yè)——代理商——經(jīng)銷商——消費(fèi)者,這種營銷渠道存在一定的市場瓶頸。未來,我國鎳基合金行業(yè)產(chǎn)品的營銷渠道很有可能向?qū)捛馈㈤L渠道拓展,加強(qiáng)與上、下游企業(yè)的緊密供應(yīng)及與科研界、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)等的緊密合作,使自身企業(yè)的延伸產(chǎn)業(yè)鏈條,向一體化的全產(chǎn)業(yè)鏈模式前進(jìn),為自身企業(yè)謀得更多的*的同時,也推動了鎳基合金行業(yè)的整體發(fā)展。
四、服務(wù)
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,產(chǎn)品技術(shù)越來越復(fù)雜,消費(fèi)者對企業(yè)的依賴性越來越大。他們購買產(chǎn)品時,不僅購買產(chǎn)品本身,并且希望在購買產(chǎn)品后,得到可靠而周到的服務(wù)。企業(yè)的質(zhì)量保證、服務(wù)承諾、服務(wù)態(tài)度和服務(wù)效率,已成為消費(fèi)者判定產(chǎn)品質(zhì)量,決定購買與否的一個重要條件。
[4] 家用市場
一、競爭格局
鎳合金在家用領(lǐng)域主要應(yīng)用在電子電工產(chǎn)品方面,主要應(yīng)用于電視制造、家電制造等。
曾經(jīng)預(yù)測銅合金引線框架帶材將*代替鎳合金引線框架帶材的情況,目前通過市場的甄別分類,顯示出鎳合金不能*代替,并且已基本形成鎳合金占20%,銅合金占80%的比例。近年來隨著集成電路的小型化,Ni42鎳合金帶材由于特殊的性能,用量在擴(kuò)大。
二、驅(qū)動力
1、鎳基合金材料國產(chǎn)化水平較低,機(jī)會較大
我國已是世界彩電、彩管生產(chǎn)的大國,但是到目前為止,彩管用金屬功能材料基本上依靠進(jìn)口,彩管材料的國產(chǎn)化率不足10%,這為我國精密合金行業(yè)的發(fā)展提供了發(fā)展空間,高精度精密合金板帶材已列入國家鼓勵發(fā)展的高科技項(xiàng)目,因此顯像管電視用鎳合金帶材將仍有很大的量。
2、鎳基合金材料在電視機(jī)行業(yè)的不可替代性。
3、低膨脹鎳合金優(yōu)勢明顯。
三、阻礙因素
1、電視機(jī)等家用電子行業(yè)競爭激烈,整體步入微利時代。
彩電行業(yè)在家電行業(yè)中甚至于與經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)的任何一個行業(yè)相比,都可以說是市場化程度最深的行業(yè)之一。低價格策略的無序競爭使彩電行業(yè)整體進(jìn)入了微利時代,當(dāng)然這也許只是對久經(jīng)價格戰(zhàn)的國內(nèi)彩電廠商而言,外國的跨國公司不可以同日而語。
2、鎳基合金在家用電子行業(yè)應(yīng)用比重的下降。
商用市場
一、競爭格局
國際鎳業(yè)研究組織(INSG)預(yù)期2011年*鎳消費(fèi)量將由2010年的143萬噸升至153萬噸。INSG對2010年和2011年的產(chǎn)量預(yù)期不包括可能影響產(chǎn)量的調(diào)整因素。2009年鎳市場過剩量約為11萬噸,*產(chǎn)量為135萬噸,消費(fèi)量為124萬噸。
二、驅(qū)動力
國內(nèi)鎳合金市場需求迅速增加,發(fā)展前景良好,而目前國內(nèi)鎳合金帶材加工行業(yè)處于老產(chǎn)業(yè)和新產(chǎn)業(yè)更替階段,市場機(jī)遇良好。國內(nèi)鎳合金加工水平整體落后,體現(xiàn)在工藝技術(shù)、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模等方面,國家急需的電子電工行業(yè)鎳合金帶材、工業(yè)建設(shè)鎳合金板材等。
三、阻礙因素
1、國內(nèi)鎳合金加工水平整體落后
主要體現(xiàn)在工藝技術(shù)、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模等方面,國際急需的電子電工行業(yè)鎳合金帶材、工業(yè)建設(shè)鎳合金板材等,目前大部分依賴國外進(jìn)口,受到國外制約。因此,全面提升鎳合金加工水平、加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步顯得非常緊迫,這是國家對鎳合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求,也是加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必需。
2、原材料價格波動較大,成為未來主要的競爭點(diǎn)
鎳及鎳合金板帶材作為重要的金屬材料具有很強(qiáng)的增值能力,隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對鎳幾鎳合金板帶材的需求日益旺盛,產(chǎn)品價格也將隨著市場的發(fā)展發(fā)生波動。
[4] 鎳基合金的代表材料有:
1、Incoloy合金,如Incoloy800,主要成分為;32Ni-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;
[5] 合金元素
主要合金元素有鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、硼、鋯等。其中Cr,Ai等主要起抗氧化作用,其他元素有固溶強(qiáng)化,沉淀強(qiáng)化與晶界強(qiáng)化等作用。
在650~1000℃高溫下有較高的強(qiáng)度與一定的抗氧化腐蝕能力,由于足夠高的高溫強(qiáng)度與抗氧化腐蝕能力,所以常用于制造航空發(fā)動機(jī)葉片和火箭發(fā)動機(jī)、核反應(yīng)堆、能源轉(zhuǎn)換設(shè)備上的高溫零部件。
[5]