镍及其合金

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一、金属镍通常温度下，镍的表面覆盖一层保护性能良好的氧化膜，这层氧化膜使它在水及许多盐类的水溶液中耐蚀。
镍在非氧化酸中，如小于15%的盐酸、小于70%硫酸及许多有机酸中，在室温条件下相当稳定。但在增加氧化剂(FeCl3、CuCl2、AgNO3和次亚氯酸盐等)和通气时，镍的腐蚀速度显著增加。
镍在硝酸及亚硝酸等氧化性介质中很不耐蚀。在充气条件下，在醋酸和蚁酸中也不够稳定。在有机介质中稳定。镍不耐硫及硫化物气氛的腐蚀，在充气的氨水中也溶解。
镍在所有的碱类，不论是高温的溶液中和熔融的碱都完全稳定，但在高温(300~500℃)和高浓度(75%~95%)的NaOH中，容易发生晶间型应力腐蚀破裂。
镍在高温(500℃)空气中被氧化，在高温下可与水蒸气反应，但与氯和氯化氢不发生作用。
在氢气氛中镍会发生氢脆。镍一般用作对铁离子污染要求高的制烧碱和一些有机合成工业设备，一般用作钢铁的复合层和保护层。

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二、镍基合金镍合金作为重要的化工耐蚀合金材料有三大类：即蒙乃尔合金、哈氏合金和因科镍。
蒙乃尔(Monel)系镍铜合金，如：蒙乃尔40(Ni66Cu32)。
在还原介质中比镍耐蚀，在氧化性介质中比铜耐蚀，在磷酸、硫酸、盐酸、盐类溶液中和有机酸中都比镍和铜更为耐蚀。蒙乃尔合金是耐氢氟酸腐蚀的最好材料之一，在任何浓度的氢氟酸中，当氧进入不多时，它很耐蚀，在充气和有氧化剂时，或者存在 Fe3+、Cu2+等有害杂质时，它耐氢氟酸腐蚀的性能降低。在苛性碱溶液中它很耐蚀。但在高浓碱中，耐蚀性比镍差。在高温高浓度碱及熔融碱中，它有发生应力腐蚀破裂的可能性。蒙乃尔合金常用于制造浓碱液泵和阀门。
哈氏合金 (HasTelloy) 系镍钼合金。常用哈氏合金 B(Ni64Mo28Fe5)、哈氏合金C(Ni55Cr16Mo17Fe5W4)。
哈氏合金在非氧化性的无机酸和有机酸中有高的耐蚀性，如所有浓度的盐酸、中等浓度以下的硫酸、磷酸、醋酸、蚁酸等。特别能耐浓盐酸的腐蚀，以哈氏B 最突出，但当硝酸、氯气或其它氧化剂共存时，则腐蚀变为激烈。哈氏合金C 在各种浓度的冷硝酸中有高的稳定性，且耐 70%的沸腾硝酸。在含氯气、次氯酸盐及 Fe3+、Cu2+的酸性溶液中，以及在氢氟酸中均稳定，在碱性溶液和苛性碱中也稳定。哈氏合金可在650℃以下的高温条件下使用。因科镍系镍铬铁合金，分Inconel合金、Incoloy合金。
Ni-Cr-Fe系中含Fe量较低的为Inconel合金，含Fe量较高的为Incoloy合金。Incoloy合金因含Fe量高达45%，实际上是镍基合金中的Fe-Ni-Cr合金，如InColey600(Ni26Cr16Fe7)适宜制造高温受力的化工设备。Inconel合金的铸造合金为CY240，轧材牌号是Ineonel 600。Ineoloy合金轧材牌号为Incoloy 800合金。在目前耐蚀镍基合金中，它们在阀门生产上的应用量仅次于Monel合金。典型的Ni-Cr耐蚀合金有Inconel 600（国内牌号0Cr-15Ni75Fe）。既耐高温又耐腐蚀。Inconel 690（0Cr30Ni60Fe）耐应力腐蚀、耐晶间腐蚀能力得到提高，在化工领域广泛使用。在加氢装置的高压空冷前后管道，为防止铵盐腐蚀，常采用Inconel 600/800系列镍基合金。注：球墨铸铁的铸造性能优于铸钢，更适用于结构复杂、特殊零件的铸造，且其性能更接近于铸钢材料，因此，超低温设备应用低温球墨铸铁材料，使其在-161℃下仍具有良好的冲击韧性及收缩率，满足低温压缩机铸造气缸低温工况下的使用要求。通过试验研究，发现特定镍含量的球墨铸铁在低温下具有优良的金相组织和机械性能。