镍及镍基合金焊接讲解学习.ppt

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1、镍及镍基合金焊接镍基合金在石油化工领域中的应用过程或装置名称流体条件构成材料装置的产品或目的温度℃压力MPa组成热分解过程乙烯裂解700-9500.20-0.49碳氢化合物蒸汽、氢、乙烯Incoloy800合金HK40,HP乙烯接触转换过程水蒸汽接触转换制氢装置350-9500.49-4.9蒸汽(50%)氢(35%)CO2,甲烷,COHK40,Incoloy800合金SUS310S,SUS316氢城市燃气脱烃600-7001.96-4.90氢(50%)碳氢化合物Cr-Mo钢SUS316Incoloy800合金苯部分氧化(合成气)800-9000.98-2.94氢(60%)CO(35%)C

2、O2,甲烷HK40Incoloy800合金氢城市燃气高温气冷却炉800-12001.96-4.90氦Incoloy800合金HK40Inconel600合金能源主要内容第一节镍及镍基合金种类及特性第二节镍及镍基合金焊接性分析第三节镍及镍合金的焊接工艺一、镍与镍基合金的分类及其应用1．按合金元素分(1)工业纯镍工业纯镍色较银略微黄而有光泽。它具有优良的塑性和韧性。还具有耐大气、碱、淡水之锈蚀能力。在工业生产中纯镍多是以压延型的板材用于产品结构。其镍成分占99％以上，它的含碳量不超过O.3％。它在高温中比较稳定，有一定的热强性。目前工业纯镍结构件在航空飞机、宇航飞机上的燃烧室，燃烧汽轮机、核

3、反应堆的换热器等结构上被广泛地应用。（2)镍基合金镍基合金是在纯镍中加入Cu、Cr、Mo、Nb、W等合金元素的镍基合金如Ni-Cu、Ni-Cr-Fe、Ni-Cr-Mo和Ni-Cr-Mo-Cu等系列合金。镍基合金蒙乃尔合金Ni-Cu合金是Cu对Ni为无限固溶的镍基合金，是一种耐蚀合金Ni-Cr、Ni-Cr-Fe型合金Ni含量较多，大约有70％以上。一般将这种合金称为因康镍(Inconel)合金。Ni-Fe-Cr型合金称为Incoloy合金，也常叫铁镍基合金。一般合金中Ni≥30%~5％，而Ni+Fe≥65％。这一类铁镍基合金的综合性能良好，尤其是耐介质腐蚀性能更为优良。2．按合金强化方式分

4、(1)非热处理强化的工业纯镍这类纯镍金属，不加入任何合金元素，不能用热处理来使之提高强度。如Ni200系列纯镍等，这种工业纯镍，根据纯镍本身的特性，多用于火箭发动机构件、耐腐蚀的蒸发器、声纳设备中的元件、点火塞极和电子管阴极等，其应用也很广泛。(2)固溶强化合金这类合金是加人适当少量的合金元素如Al、Cr、Cu、Fe、Mo、Ti、w、v、Nb以及稀土合金等。采用高温固溶处理方法来提高合金的强度。(3)沉淀强化镍基合金这类合金是加入合金元素之后，采用固溶处理，再加上时效处理，来达到提高强度的目的。研制这类合金主要是适应高温高应力状态下的工作条件。(4)弥散强化合金这类合金主要是以氧化钍弥散

5、强化的镍基合金，如TD-Ni和DS-Ni等。合金中约有2％的氧化钍和98％的Ni，氧化物呈弥散分布于合金的基体中，使其抗拉强度有显著的提高。含Cr为20％左右的Ni-Cr型TD--NiCr合金与TD-Ni合金相比，具有更高的强度和耐蚀性。3．按合金成形方式来分(1)变形镍基合金这类合金主要是以压力加工成形的镍基合金，可轧制成薄板和其它小形轧件等。因此，这种合金的特点，它具有较高的热稳定性和热强性。固溶处理后的镍基合金具有良好的塑韧性，可承受高温动载荷，还可进行冲压加工。组成焊接结构件是生产中常见的。(2)铸造镍基合金采用铸造工艺将镍基合金铸造成有一定形状和尺寸的设备构件。在生产中多是采用

6、精密成型的铸造方法。其合金仍具有良好的热强性和焊接性。由于铸造合金的铸造性组织，加上易于出现铸造缺陷，所以，铸造合金的应用没有变形合金多。二、镍及镍基合金的合金化1．合金元素对镍合金的作用(1)硫的影响焊接镍合金时，硫对焊缝金属的影响比其它的合金材料更为敏感。其影响的首要问题是焊缝金属结晶裂纹的问题。(2)镁的影响镁在镍及镍合金中能形成镁的硫化物，它的熔点比一般硫化物高得多。因此，硫的凝固可由镁来促成，这可以减少硫的有害作用。(3)铌的影响铌加入镍合金中可明显地减少热裂纹的出现。(4)铅的影响铅在镍合金中是不利的元素．主要是易于引起焊接热裂纹。也就是所说的铅的脆化。(5)磷的影响磷对镍合

7、金的影响与硫、铅相似。它在合金中虽含量很少，但不能低估它的有害作用、磷在合金中主要是与镍形成低熔点共晶物，偏析于晶界，增大半熔化区宽度，促使裂纹倾向增大。(6)硼的影响硼在镍合金中对改善高温机械性能、提高强度是有利的，但也有不利的作用.在镍合金焊缝金属和热影响区中，当含量超过限量时，硼与镍可形成低熔点共晶体，同时它还可参与其合金元素形成低熔点物，有增加热裂纹倾向。(7)锆的影响在镍基合金中锆的作用与硼相似，如果加入少量的锆，可以提高