耐蝕鎳合金——選擇與應用指南
冶金技術與制造技術的不斷進步推動了鎳合金的發(fā)展,N6純鎳錠品質好不好,促進了它們在化學工業(yè)的廣泛應用。
鎳合金集優(yōu)異的耐蝕性、強度、韌性、冶金穩(wěn)定性、加工性及焊接性于一身。許多鎳合金還具有的耐熱性能,是要求高溫強度和高溫下耐化學腐蝕用途的理想選擇。
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鋼與鎳及鎳合金焊接,常見問題解答
制造化工和石油設備時,為了節(jié)省昂貴的鎳,經常需要將鋼與鎳及合金焊接在一起。
焊接的主要問題
焊接時,焊縫中的主要成分是鐵和鎳,鐵和鎳能夠互溶,不形成金屬間化合物。在一般情況下,焊縫中的含鎳量相對高,所以在焊接接頭的熔合區(qū),不會形成擴散層。焊接的主要問題是在焊縫中容易產生氣孔和熱裂紋。
氣孔
鋼與鎳及其合金焊接時,影響焊縫中形成氣孔的主要因素是氧、鎳及其他合金元素的含量。
①氧的影響。焊接時,液態(tài)金屬中可能會溶解較多的氧,而氧在高溫時與鎳氧化,形成NiO,NiO能與液體金屬中的氫和碳發(fā)生反應生成水蒸氣和,在熔池凝固時如來不及逸出,殘留在焊縫中就形成氣孔。在純鎳與Q235-A埋弧焊的鐵鎳焊縫中,在氮和氫含量變化不大的情況下,焊縫中含氧量越高,焊縫中氣孔數量越多。
②鎳的影響。在鐵鎳焊縫中,氧在鐵鎳中的溶解度不同,氧在液態(tài)鎳中的溶解度大于液態(tài)鐵中的溶解度,而氧在固態(tài)鎳中的溶解度卻比在固態(tài)鐵中的小,N6純鎳錠純度怎么樣,因此,氧的溶解度在鎳結晶時的突變,比在鐵結晶時的突變更加明顯。所以,焊縫中Ni為15%~30%時的氣孔傾向小,而Ni含量大時,氣孔傾向進一步提高到60%~90%,鋼的溶入量必然下降,因此引起形成氣孔的傾向變大。
③其他合金元素的影響。當鐵鎳焊縫中含有錳、鉻、鉬、鋁、鈦等合金元素或符合合金化時,能提高焊縫抗氣孔能力,這是由于錳、鈦和鋁等都具有脫氧作用,而鉻和鉬則提高焊縫固態(tài)金屬中的溶解度。所以鎳與1Cr18Ni9Ti不銹鋼焊縫的抗氣孔能力比鎳與Q235-A鋼焊縫高。鋁和鈦還能把氮固定在穩(wěn)定的化合物中,也能提高焊縫抗氣孔能力。
鎳帶熔點高、耐蝕、機械性能好,在熱冷狀態(tài)下都有較好的壓力加工性,盱眙N6純鎳錠,易除氣,適用于無線電、電光源、機械制造、化學工業(yè),是真空電子器件中重要的結構材料;優(yōu)點:導電性能強、電阻值小、焊接牢固、散熱性能好、耐腐蝕不生銹,是制造動力電池的材料。鎳帶表面應光滑、清潔,不應有風層,裂紋、氣泡、起刺、壓折和夾雜;允許有輕微的局部的不使帶材厚度超出其允許偏差的劃傷、斑點、凹坑、壓入物和輥印等缺陷,輕微的氧化色、發(fā)暗和輕微的局部的油跡不作報廢依據;帶材兩邊應切齊,刺、裂邊和卷邊。帶材應平直,但允許有輕微的波浪;帶材的側邊彎曲度每米不大于3毫米。
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