镍及镍基合金焊材选用.doc

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1、镍及镍基合金焊材选用镍是一种用途广泛的重要有色金属，具有熔点高﹑耐腐蚀性好﹑力学性能优良等特性。镍基合金是含镍量大于50%并含有多良其他元素的合金，镍基比铁基能固熔更多的合金元素，所以镍基合金不但保持了镍的良好特性，有兼有合金化组分的良好特性，既可耐高温，又可耐腐蚀。工程上将其分为两大合金类型，即耐热用镍基合金（有称高温合金）和耐腐蚀用镍基合金。前者主要用于航空﹑航天等高温工作构件；后者则用于化学﹑石油﹑核工业等苛刻腐蚀环境。⑴镍基高温合金：它是以镍﹑铬固熔体为基体并天家多种合金元素进行固熔强化而得到的合金。焊接结构常用的镍基

2、高温合金的强化机制分为固熔强化和时效沉淀强化两大类。固熔强化是加入Cr﹑Co﹑W﹑Mo﹑Nb﹑Ta等元素，以提高原子间结合力，产生点阵畸变，阻止位错运动，提高再结晶度等来强化固熔体。这类合金具有优良的抗氧化性，塑性较高，易于焊接，但热强性相对较低。时效强化是在固熔强化的基础上，天家较多的Al﹑Ti﹑Nb﹑Ta等元素，他们与镍结合成共格稳定﹑成分复杂的金属间化合物，使合金的热强性大大提高。但是，Al﹑Ti﹑Nb等元素的加入使焊接性变差，故这类元素的加入总量宜限制在6%以下。固熔强化和时效强化的形变镍基高温合金牌号有30个左右，如

3、GH3030（Ni-20Cr-0.25Ti）﹑GH4033(Ni-20Cr-2.5Ti-0.8Al)等。焊接时有可能产生凝固﹑液化裂纹或应变时效裂纹，Al﹑Ti等时效强化元素越多，裂纹敏感性越大。⑵镍基耐蚀合金：为提高镍基耐蚀合金的耐腐蚀性能，也加入Cr﹑W﹑Mo等合金元素；且要求碳量越低越好；Ti﹑Nb等含量较低，主要作用是抑制碳的有害影响，以提高耐腐蚀性能，这均是与高温合金的重要区别。我国的耐腐蚀合金牌号标准见GB/T15007-1994。镍基耐腐蚀合金也有固熔和沉淀两种强化方式，但成分类型与镍基高温合金不同，有如下几种类

4、型；Ni系，近于纯镍，如Ni200等；Ni-Cu系，如蒙乃尔（monel）400(66Ni31Cu);Ni-Cr系和Ni-Cr-Fe系，如因康镍（Inconel）600(76Ni15Cr8Fe)﹑因康镍718(53Ni19Cr3Mo5Nb18Fe);Ni-Fe-Cr系，如因康洛依（Incoloy）800(32Ni46Fe21Cr);Ni-Mo系和Ni-Cr-Mo系，如哈斯特洛依（Hastelloy）C(64Ni16Cr16Mo4W);Ni-Cr-Mo-Cu系，含Cu在3%以上。镍基耐蚀合金在焊接时可能产生热裂纹﹑焊缝气孔等问题

5、，有的合金烈性（如Ni-Cr﹑Ni-Mo﹑Ni-Cr-Mo系）焊接接头还存在晶间腐蚀和应力腐蚀问题。镍基合金具有耐活泼性气体﹑耐苛性介质﹑耐还原性酸介质腐蚀的良好性能，又经验有强度高﹑塑性好﹑可冷热变形和加工成型及可焊接的特点，因此，广泛应用于石油化工﹑冶金﹑原子能﹑海洋开发﹑航空﹑航天等工业中，解决一般不锈钢和其他金属﹑非金属材料无法解决的工程腐蚀问题，是一类非常重要的耐腐蚀金属材料。镍基及铁镍基耐腐蚀合金的化学成分列于表1，哈氏系列耐腐蚀合金化学成分典型值列于表2。表1镍基及铁镍基耐蚀合金的化学成分合金NiCMnFeSSi

6、CuCrAlTiNbMoNickel20099.50.080.20.20.0050.20.1----------Nickle20199.50.010.20.20.0050.20.1----------Monel40066.50.21.01.20.010.231.5----------Monel40142.50.051.60.40.0080.1余量----------MonelK50066.50.10.81.00.0050.229.5--2.70.5----Inconel60076.00.080.58.00.0060.20.21

7、5.5--------Inconel60160.50.050.514.10.0070.20.523.01.4------Inconel71852.50.040.218.50.0080.20.219.00.50.95.13.0InconelX-71573.00.040.57.00.0050.20.215.50.72.51.0--Incoloy80032.50.050.846.00.0080.50.421.00.40.4----Incoloy80332.0-37.00.06-0.10≤1.50余量≤0.015≤1.0≤0.7525

8、.0-29.00.15-0.600.15-0.6----Incoloy82542.00.030.530.40.020.22.221.50.10.9--3.0表2哈氏C系列耐蚀合金化学成分典型值合金牌号国产牌号CSiNiCrMoFeWNbCuHastelloyCNS333≤0.