2001年9月24日
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镍铬体系表明,铬在镍中有较好的溶解性。在共晶温度下,其最大溶出率为47%,在室温下则降至30%左右。几种商业合金是以这种固溶体为基础的。这些合金具有优越的耐高温腐蚀和氧化性,以及最佳的耐磨性。
抗氧化性能
将少量(小于7%)铬加入镍可以增加合金对氧化的灵敏度。背后的原因是规模中氧气扩散速率的增加。这一趋势一旦添加水平超过7%的铬,并且增加到约30%的增加水平。这个级别的变化很小。
由于形成极粘附的保护水垢,可产生抗氧化性。通过加入少量的其他活性元素,如铈、硅、锆、钙等,可以增强天平的粘附和一致性。由此形成的垢是镍和铬氧化物(NiO和Cr)的混合物2O.3.)。这些连接在一起并形成镍铬铁矿(NICR2O.4.),具有尖晶石型结构。
加热元件
增加铬的添加会使电阻率显著增加。据说,添加20%的铬对电阻丝是理想的,可以用于加热元件。
该组合物通过最佳的延展性和强度整合最佳的电性能,使其成为电线图的理想选择。商业等级包括Brightray和Nichrome。可以进行对该组合物的微小改变以增强特定应用。
合适的反应性合金元素的掺入将影响规模的性质。合金的运行条件主要是治理应使用的组合物。表1显示了用于间歇和连续应用的合金之间的组成的差异。
表1。适用于间歇和连续使用的加热元件。
元素 |
间歇性 |
连续 |
CR. |
20. |
20. |
SI. |
1.5 |
0.5 |
加利福尼亚州 |
0.1 |
0.05 |
ce |
0.05 |
- |
倪 |
平衡 |
平衡 |
虽然成分变化对机械性能的影响可以忽略不计,但增加反应元素的添加有助于抑制在循环加热和冷却期间的鳞片剥落。这种影响对不间断工作的加热元件不会造成太大问题;因此,没有必要添加很高的水平。
二元90/10 Ni/Cr合金也用于加热元件。这种合金的最高工作温度为1100°C。热电偶是这种合金的其他用途。
热电偶
90/ 10ni /Cr合金通常与95/ 5ni /Al合金一起用于热电偶。这种组合被称为铬-矾石,其最高工作温度为1100°C,类似于加热元件。这种热电偶很容易在1000°C的区域漂移,因为优先氧化,在连续使用一段时间后。人们发现,硅的加入克服了这种效应。商品级包括Nisil(含4.5% Si和0.1% Mg)和Nicrosil(含14% Cr和1.5% Si)。
耐高温腐蚀合金
80/20 Ni/Cr合金比廉价的铁-镍-铬合金具有更好的耐热腐蚀和抗氧化性能。因此,它主要用于高温应用的铸造和锻件。这种合金适用于容易氧化的应用场合。
具有较高铬含量的合金对易于燃料灰烬和/或沉积物的应用更为理想,如硫酸盐如碱金属盐。这是因为,燃料灰烬倾向于与氧化物尺度反应。含有钒的灰烬是相当侵略性的并且对尺度具有助熔剂影响,从而增加了合金对氧化引起的降解的脆弱性。
在含硫环境中,硫化铬(Cr2S.3.熔点为1550℃),优先形成硫化镍。但是,形成硫化镍的形成,因为这阻止了具有低熔点的镍/硫化镍共晶。最终,可以耗尽局部铬供应,使硫磺与镍反应并形成具有低熔点的共晶化合物。这导致液相攻击。
经受这种侵蚀的合金在其表面形成疣状结构。铬硫化物的优先形成表明,铬含量较高的合金对这种形式的侵蚀更有弹性。
铬含量在30%以上的镍铬合金具有γ-镍和α-铬两相结构。由于α-铬相是脆性的,合金的塑性随铬含量的增加而降低。
表2说明了某些二元合金的性质。鉴于诸如氮气,碳和硅等杂质最小化,加入约1.5%的铌促进延展性和强度,同时最小化脆性后最小化脆化。
表2。几种Ni/Cr合金的室温拉伸和塑性性能
铬含量(%) |
拉伸str(mpa) |
伸长。(%) |
35. |
480. |
62. |
50. |
540-680. |
7-24 |
60. |
800-1000. |
1-2 |
高达约35%铬含量的合金可以热工作。除了这个水平之外,它们主要仅适用于铸造。通过加入钛或锆可以实现特定的延展性增益水平。一个这样的例子是Inconel 671(具有48%Cr和0.35%Ti),用于如双面管的应用,用于燃煤过热管。
耐磨合金
磨损机制复杂;然而,良好的耐腐蚀性和高硬度增加了良好的耐磨性。Ni / Cr合金提供更便宜的替代材料,如焊接沉积的钴 - 铬合金,加入钨和碳,通常用于欧洲杯足球竞彩耐磨应用。
这类应用的Ni/Cr合金的一个例子是含有8%-12% Cr、1%-4% Fe、3%-4% Si、0.3%-1.0% C、1.5%-2.5% B和剩余部分Ni的合金。用惰性气体保护电弧法沉积的这种材料的涂层硬度将在40至50洛氏C范围内。