第五章 镍及其合金

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1、第五章镍及其合金第一节纯镍一、性能1、物性熔点1455℃；密度8.9×103kg/m3；弹性模量（E）200000MPa；面心立方晶格a=0.36076nm；无同素异晶转变；导电率是Cu的25％；铁磁性（居里点358℃）。2、机械性能σb=400～500MPa（强度高）；δ>50％（塑性好）3、化学性能大气中的抗蚀性极高，对碱和盐有非常好的抗蚀性对酸的抗蚀性稍差。二、牌号用字母N代表，后附数字表示等级（数字越大，纯度越低）电镀用阳极Ni和电真空用纯Ni分别在子母N的后和前附以Y和D例如：N2二号镍Ni+Co不小于99.98NY2二号阳极镍Ni+Co不小于

2、99.4DN电真空用镍Ni+Co不小于99.35牌号N2N4N6N7N8NY1NY2NY3Ni＋Co99.9899.999.599.39999.799.499纯Ni的主要杂质（C,O,S）C－析出石墨（冷脆）；S－形成低熔点化合物（Ni3S2热脆）；O－大于0.024%时（800－900℃）产生氢病，沿晶界发生裂纹。四、纯Ni的用途1、供电镀；2、熔炼合金；3、电子工业第二节镍合金的分类及牌号一、分类1、电工用镍合金；2、耐蚀结构用合金；3、高温合金二、牌号1、电工用镍合金及耐蚀结构用合金以字母N开头，后附主加元素的元素符号及含量百分数。再加入其它元素：

3、只在后面写出元素的百分数，不标元素符号。例如：NCr20（20％Cr）NCu28-2.5-1.5（28％Cu，2.5％Fe，1.5％Mn）另外我国冶标还有一套精密合金牌号：YB758－，精密合金牌号，数字加J（精），后附数字例：1J1－1号软磁合金；4J29－29号膨胀合金牌号1J×2J×3J×4J×5J×6J×7J×合金软磁变形永磁弹性膨胀双金属精密电阻热电偶2、耐热高温合金高温合金的类：按基体元素分：镍基、铁基、钴基高温合金按制备工艺分：变形、铸造、粉末冶金高温合金中国高温合金牌号的命名：根据合金的成形、强化类型和基体元素，采用汉语拼音字母作前缀，后

4、接四位阿拉伯数字表示。变形高温合金以GH开头，后接第一位数表示分类，1和2－铁基或铁-镍基高温合金，3和4－镍基高温合金，5和6－钴基高温合金，其中1、3、5为固溶强化型合金，2、4、6为沉淀强化型合金，第二、三、四位数表示合金牌号，如：GH4033镍基沉淀强化型变形高温合金。铸造高温合金用K作前缀，后接三位阿拉伯数字，第一位为分类号（同变形合金），后两位为合金牌号。国外高温合金牌号按各开发生产厂家的注册商标命名合金牌号注册商家InconelIncoAlloysInternational,Inc.NimonicMondNickelCompanyUdime

5、tSpecialMetalInc.第三节电工用镍合金一、加热电阻特点：高电阻、电阻温度系数小、耐热、抗氧化常用：NCr20，单相固溶体，可在1000～1100℃长期工作。塑性低加工困难，加Fe可改善加工性，但降低抗氧化性。Cr对抗氧化性的影响：Ni的表面是NiO，当加少量Cr时，Cr进入NiO破坏了它的保护作用（defectoxide）。当Cr含量达到20％时，表面膜就由坚固致密的Cr3O2所代替，当Cr含量在20～30％时，氧化速率常数要比纯Ni小5倍。为了细化晶粒，防止晶粒长大，进一步提高抗氧化性，加少量Ca（钙）、Ce（铈）、Th（钍）、Zr（鋯）

6、，可使工作寿命提高5～8倍。NiCr二元合金相图（在Ni2Cr产生有序结构，但形成速度很慢）Fe－Cr－Al合金电阻丝（代替NCr20）Fe－30Cr－5Al－0.15C，可在1300℃工作，价格便宜，加工变形更困难，晶粒易长大，特别是使用一段时间后变脆。二、高电阻精密合金数值大于1Ωmm2/m的电阻为高电阻优点：高电阻、更低的电阻温度系数、抗蚀（抗氧化性好）、耐磨。电阻系数ρ=1.2～1.4Ωmm2/m，电阻温度系数α=±20×10－6／℃，对Cu热电势E0～100≤20毫伏／℃，使用温度范围-60～125℃。缺点：焊接性比锰铜（BMn3-12）差，必

7、须选择合适的焊料及工艺。与锰铜合金相比，Ni-Cr精密电阻有以下特点：工作温度范围宽，（在较大温度范围，电阻温度系数接近常数）具有较大的电阻率，ρ=1.3～1.4×10－6欧·米而锰铜的电阻率，ρ=45×10－8欧·米但长期工作稳定性和焊接性不如锰铜合金在Ni-20Cr合金（6J20）的基础上，添加少量Al、Fe、Cu、Mn、Si等元素，提高电阻和耐磨性例如：6J22（Ni-20Cr-3Al-2Mn-2.5Fe）卡玛合金Al提高电阻、降低电阻温度系数。6J23（Ni-20Cr-3Al-2Cu）伊文合金用于：高欧姆标准电阻，精密绕线电位器，微型精密电阻，

8、高温应变电阻。典型的精密电阻合金是卡玛合金（6J22）900℃退火，快冷，550