镍——生产奥氏体不锈钢和镍基合金的基础元素

来源： VDM Metals 日期：2019-12-27 13:33:07 浏览次数：

1751年由瑞典科学家Alex Fredrik Cronstedt提取
20℃时，密度为8.91g/cm³
熔点：1453℃
沸点：2732℃
镍矿在地壳中的含量为0.01%

镍元素可以使奥氏体的构成更为稳定，是生产多种无转变或转变惰性合金的必备元素。镍与铁可形成无间隙的混合晶体系列。在全球，超过80%的镍消耗用于生产奥氏体不锈钢和镍基合金。奥氏体材料具有特殊的晶格特征，其元素原子排列的规律一致。

镍可以增加合金的韧性。尤其是在低温环境下，镍可以细化晶粒并降低材料的过热敏感性。殷瓦合金（也称为殷钢）的镍含量为36%，它的热膨胀系数是一个极低值。此外，镍可以提高电阻率（例如Konstantan等电阻合金）。

当合金中的镍含量升高时，奥氏体对铬和钼的溶解度随之增高，并且合金的整体抗腐蚀性能也随之增强。同时，提高镍含量也可以有效防止奥氏体钢和镍合金对氯化物引起的应力腐蚀开裂。镍还可以降低电化学活性区域中的腐蚀速率，并极大地促进钝化。通过这种钝化促进，镍对不锈钢的耐酸性具有显着影响。
VDM Metals的镍合金（镍含量在30%以上）具备极强的耐腐蚀性和热稳定性，十分易于加工。我们的镍合金被广泛应用于化工、能源和环境工程、电子和电气工程等行业领域。根据化学构成和加工方法，我们的每种合金都具备独特的性能组合。我们将镍合金、钴基合金和高合金特种钢（通常镍含量高达30%）分为以下几类：

抗腐蚀合金

长期暴露在海水、酸性溶液、盐溶液等苛刻环境中的材料必须具备极佳的抗腐蚀特性。VDM Metals所生产的抗腐蚀合金在硫酸、磷和酸性气体的生产中发挥重要作用。我们的合金半成品可用于制造乙酸反应器、硝酸及氢氟酸混合物容器等。在海洋工程领域，我们的抗腐蚀合金可用于制造天然气管道等管道系统、冷凝器和开采石油等。

VDM® Alloy 625

这种镍铬钼合金一开始是针对高温应用而开发的，现在则广泛应用于化工行业和能源技术领域。它有较高的机械强度和良好的耐酸碱性，可以用来生产具有良好传热特性的薄壁部件。它对点蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀有较强的耐腐蚀性，对氯化物所致的应力腐蚀开裂几乎完全免疫，成为海水（以及高浓度腐蚀性盐溶液和盐水）浸泡组件的理想制造材料，例如可以用于钾肥生产。这种合金用于磷酸盐和磷酸行业，因为它可以抵抗杂质含量较高的磷酸料浆和过磷酸的腐蚀和侵蚀。其他应用包括烟气脱硫装置中的引风机和搅拌器。这种材料已被认证用于工作温度在-196至450°C之间的压力容器。

VDM® Alloy 59

VDM® Alloy 59 是一种先进的镍铬钼合金，在各种氧化和还原状况下呈现出较好的抗腐蚀性（这种状况已成为其他镍铬钼合金的极限）。这种材料大量应用于烟气脱硫处理中腐蚀最严重的部分，例如原料气入口、吸收器、换热器、阻尼器、紧固件和焊接填充金属。它对海水浸泡部件的缝隙腐蚀有较强的耐腐蚀性，从而成为海水冷却的板式换热器制造材料钛的替代品。其他应用包括有机合成、污水处理、废酸回收系统、磷酸工艺和醋酸生产。

VDM® Alloy 201

VDM® Alloy 201 是一种纯镍，限制碳含量不超过0.02%。

这种材料已被认证用于工作温度-10到 600°C之间的压力容器。

纯镍的特点是针对多种腐蚀介质具有优异的抗腐蚀性能（特别是针对苛性碱、卤化物和高浓度有机化合物），并且具有合适的机械性能和高热传导性。非合金镍主要应用在要求具备最佳抗腐蚀性的氢氧化钠生产和处理阶段。

因此，离子膜烧碱工艺中所用的电解槽阴极就是用纯镍薄板制成的。浓缩液下游处理装置也是镍质的。烧碱蒸发器不能使用奥氏体不锈钢，所以纯镍为首选。纯镍的另一个应用是氯乙烯单体生产中的固化床反应器垂直管。

耐高温合金

我们的耐高温合金不仅被广泛应用于制造工业炉及热处理设备，还可以作为顶级金属催化剂的载体材料。此外，耐高温合金的典型应用还包括制造喷射管、燃烧罩、发动机罩炉、惰性气体退火、连续式工业炉、风扇、回转窑以及油气燃烧炉等。

VDM Metals的耐高温合金可以在下列环境中应用：

氧化
渗碳
硫化
燃烧气体腐蚀
玻璃熔化腐蚀
硝化
卤化

VDM® Alloy 602 CA

VDM® Alloy 602 CA（2.4633）是一种专门针对工业炉建造和石化行业开发的新型高强度高温材料。得益于较高的碳和锆含量，这种材料在1000°C以上的高温环境下显示出优异的机械性能，以及一流的抗氧化性和抗碳化性。一次碳化物析出保证了它的蠕变断裂强度。常见的应用包括辐射管、光亮退火马弗炉、放射性废物玻璃化模具、甲醇和氨合成、搪瓷炉内部部件和猪尾管。这种合金还用来制造连续车室底炉的炉辊，工作温度主要在1100至1200°C之间。

此外，VDM® Alloy 602 CA 具有优良的抗金属粉化性，从而广泛应用于石化行业的相关工艺，也用来生产铁矿石直接还原车间的预制件。

超级合金

化工厂、发电站和航空航天行业对超级合金有较高的要求。例如镍 - 铬 - 铁 - 钼合金VDM® Alloy 718 (2.4668/N07718)，它同时具备抗腐蚀和耐高温的特性。

合金导体和合金电阻

VDM Metals的合金导体及合金电阻拥有相对高，或相对稳定的电阻率。我们的产品范围涵盖了从奥氏体镍-铁-铬合金（VDM Konstantan, VDM® Alloy 40B），到含铝铁素体铬钢（如VDM® Aluchrom Y B）等多种合金。在电气工程领域，我们的合金导体及合金电阻可以用于特殊电线，或电驱动系统的制动和启动电阻器。在任何将电能转化为热能的场景，我们的合金导体及合金电阻都能派上用场——如陶瓷炉、面包机或咖啡机。VDM Metals合金导体及合金电阻的供货形式通常为带材或丝材。

软磁合金

在电子工程领域，高磁导率的软磁合金拥有悠久的应用历史。多年来，VDM Metals所生产的软磁铁镍合金被应用于环形磁芯、传感器、变压器、屏蔽材料、继电器轭和电枢。

VDM® MAG 75与VDM® MAG 7904为含镍量很高的镍铁合金，具备高渗透性和低矫顽力。VDM® MAG 50和VDM® MAG 53的镍含量达50%，两者均处于最大饱和极化范围，但渗透性较低。

低膨胀合金

无论在低温还是高温环境中，VDM Metals的低膨胀合金都具有极低的膨胀系数、良好的延展性和机械性能。即使处于低温环境中，低膨胀合金也具备非常好的抗疲劳性。

低膨胀合金可用于：