外文资料译文
化学镀沉积镍磷合金：耐腐蚀机理
Bernhard Elsener/Maura Crobu/Mariano Andrea Scorciapino/Antonella Rossi
摘要
在各种各样的化学基体上可以进行化学镀镍磷合金。他们表现出的耐腐蚀性优于纯镍，但由纯镍形成的氧化镍（钝化膜）除外，已经提出来许多理论来解释这一优越的腐蚀性，但还尚未达成共识。在这一领域的研究中使用了电化学中的XPS表面电化学分析方法，以更深入的了解化学镀镍磷合金的耐腐蚀性，磷的含量在18%到22%。在酸性和近中性溶液中其极化曲线与电流密度有一定的关系。在恒电位极化过程，根据曲线衰减指数大约为-0.5可以推论扩散过程限制了镍的解离。在XPS / XAES后通过测量恒电位极化显示磷在反应过程中存在三种不同的状态。根据钴参与化学反应的不同，磷主要存在于反应合金、磷酸盐和磷的中间化合产物中。通过XPS分析表明，磷元素富集在了合金之间的界面和最外层表面与腐蚀溶液接触面，由此提出以下结论：镍元素在溶液中的扩散机制限制了磷元素在介质表面的富集解释了Ni-P合金的高耐蚀性。一个尚未证实的补充说明是耐高腐蚀性Ni-P合金可能是以镍元素的电离态存在的。
关键词：电位极化扩散，磷，富集， XPS图，衍射参数
§1 简介
对纳米晶体材料的关注增加使人们对于镍磷合金研究加深，尤其是在具有挑战性的技术应用方面[1,2]。这些过去主要用作防腐涂料的合金构成了最早的工业应用是在x射线的非晶和纳米晶体材料上，这项技术可以追溯到1946年[3-5]。现在产生了对三元系镍磷合金的研究[6,7]和共沉积金刚石[8]或聚四氟乙烯颗粒[9]，以获得为生产量身定制的功能化表面。
镍磷合金中P元素大约是20％（接近共晶组合）时表现出了比镍更好的耐腐蚀性，同时得到的纯镍在阳极溶液附近镍酸的溶解更加容易[10-22]。这一现象在化学镀[13-16]或电沉积[17-21]镍磷合金的金属熔体[10-12]时常见到。人们还普遍认为只有非晶或纳米晶合金才能具有这种优越的耐腐蚀性，这种具有结晶化的耐高腐蚀性的合金与其生产方式无关[13.30]。
多种不同的理论对于解释镍磷合金的耐腐蚀性中都提到了磷的含量应超过18%：
（1）具有保护性的镍磷化合模的形成有效地阻止了合金的扩散性溶解。
（2）次磷酸根离子的吸附形成了阻隔层，防止了合金表面（被称为“化学被动”）镍离子的溶解。
（3）在合金和溶液的表面形成的富磷膜对镍离子具有选择性的溶解，
这个溶解过程受磷的溶解性扩散的限制[10.12.19.20]，这在Fe70Cr10P13C7非晶合金可以看到。
由于在现实的含磷化学环境中很难实现上面的第三条，所以很多人对此比较质疑。最早的关于镍磷快淬熔体合金表明磷元素具有富集性[10—12]，但除了特定的大体积合金中的磷元素。这种观点被不断的引用，直到最近的锌研究成果的出现[25,26]。另一方面，在作者的另一个非晶合金Fe70Cr10P13C7中磷元素在特定的情况下部分呈现负价[23,24]。比如一些文献中的镍磷合金[27,28]和一些三元系列的镍磷合金[29]。因此，在大量的镍磷合金中磷元素和部分金属形成共价态,这影响了离子结构[29,30,31]和镍磷共熔体中镍的离子状态[29,32,33]。
磷在化学表面和化学结构中的种类证实了化学镀的稳定性并且确定了磷元素在镍磷合金化学镀中的重要作用。这项工作是在确定了镍磷合金具有高耐腐蚀性后通过电化学和XPS分析后得出来的。
§2 实验
§2.1 纳米晶体镍磷合金镀层
Ni-P合金在低碳钢基体上制作的催化镀镍膜次磷酸钠（Ronamax SR）有10，15和20微米。pH 4.5～5，温度85～90℃，化学镀时间2h。镀层溶液组成和参数见其他的报告[34,35]。表面镀层的化学形态可以通过光学显微镜
（MeF3A Reichert Jung），环境扫描电子显微镜（扫描电镜，FEI Quanta600）和原子扫描电镜（AFM—数字仪表）观察。镀层的成分通过ESEM—EDX分析（Genesis EDX）。
§2.2 电化学测量
所有的化学测量都是用EG＆G公司273恒电位仪，恒电流通过M352软件和电位仪，恒电流（IM6）由AMOS/ANDI采集系统控制。一个传统的三电极安装：样品（工作电极）通过向O型圈中样品并进行压制后部分暴露在空气中以得到实验样品。反相电极为铂金，溶液通过多孔膜过滤得到，参比电极是饱和甘汞电极（SCE 可能值+0.242 v 对 NHE）放在Luggin管的上端。所有的参照以甘汞参比电极为准。
电位极化曲线（扫描速度为0.2 mV s-1）是在除氧后呈中性（pH6～6.5）溶液中进行，溶液成份为氯化钠0.1mol，硫酸钠0.1 mol，氯化钠0.1 mol 和硫酸0.1 mol（体积0.25L）。样本分别在OCP中存放15分钟。VSCE电位值在0.1及在+0.1。
§2.3 利用XPS分析样本
X光射线电子能谱的分析，常用20×20 mm 基体（脱脂乙醇），经过机械抛光（1200×1200的水砂纸，9微米和1微米的乙醇石膏）通过电化学测试后，这项研究工作可以通过分析电极电位来研究，更多的x光射线电子能谱表面分析结果在另一个配套文件中[36]。
§2.4 X光射线电子能谱分析和数据处理
X光射线电子能谱分析仪统一使用ESCALAB 200光谱仪（英国真空发生器有限公司）。X射线源是一个非单色的AL Ka(1486.6eV)的双阳极分别在20mA和15kv下运行。这个源允许使用辐射测量PKLL线。使用该仪器进行校正经离子气体喷溅的参比材料SCAA90，除去其中的铜，银和金[37]。氩离子枪在3kv，0.2mA条件下对试样刻蚀30s。为了弥补试样在分析过程中增加的结合能，认定1s时间的碳能量在285.0eV。
获得的光谱利用CASAXPS软件进行详细的处理（V3.53英国CASA软件有限公司）。采用最小二乘法对获得的曲线在背景中进行处理。更多的处理详细过程请看说明[36]。
§3 结果
§3.1镀层特征
图1.A是光学显微镜获得的镀层图片，其中显示了镀层的结节性增长。图.1B和图.1C是原子力显微镜显示的5×5微米面积内摩擦处理图像。X -射线衍射结果表明在44.8°时，此时的X射线具有无定向衍射。大量的衍射图样表明镍原子在面心立方体（111）中与晶壁的距离为 1.2纳米[38]。通过EXD测定的试样中的磷的含量在18.4%—19%。接近共晶成分。
§3.2电化学分析结果
图2是以阳极极化曲线来对比机械抛光的镀Ni- P样品在近中性（pH值
为6～6.5）及（pH值为1）酸性溶液中曲线。重复性试验的系统误差在±15%。可以观察到两个不同的区域：第一个范围内电极电位是大约在+0.2 V电位的增加非常的轻微。第二个区域内的电极电位在0.2V时电流密度有明显的增加，至0.2V的电极电位时样品的外观具有一定的光泽。
恒电位极化实验（图3）在近中性溶液（pH值6～6.5）在两个势-0.1 V 和+0.1 V时，图线可以看到衰变，其最大值约为-0.5，这表明扩散是有限的。极化时间增加时电流密度的增加变得平稳。这种行为是与局部腐蚀有关的[34,35]，虽然这种结构的起源目前不是十分了解[14,17]。
§3.3 XPS/XAES表面分析
在洁净的化学镀镍磷合金表面（没有显示）只有从光电子能谱仪和X射线中获得信号才能了解镍，磷。在处理试样也获得了C1s和O2s的信号，下面是光谱磷（P2P和PKLL）和镍的Ni2p在 0.1mol硫酸钠溶液中处理1小时后的实例，镍磷合金的表面结果分析在另一个文献中有详细的分析[36]。
§3.3.1 磷
磷的详细光谱图（图4.a）和相应的X—射线衍射PKLL曲线（图4.b）显示了三种不同的波峰。波峰最大的地方，磷的结合能为129.7eV与之对应的PKLL曲线上的动能为1858.3eV。修改后的衍射参数a0计算结果是BE(2P)+KE(PKLL)=1988.1eV。在结合能为133.6eV，PKLL为1851.0eV的和为1984.6eV时磷能够形成磷酸盐。第三个（中间的）磷的峰值处结合能为132.0Ev(图4.a)，动能为1855.4eV（图4.b）。衍射参数a0是1987.3eV时，
准确的化学值需要在XPS/XAES中多次测量[36]化学品的状态图[4节]。
§3.3.2 镍
对于纯金属镍来说，镍的Ni2p3/ 2（图5）光谱图很类似与典型的Ni2p3/ 2微型结构图。根据文献资料Ni2p3/ 2峰值处的结合能为853.0±0.1eV。从这里得到的距离能为7.2eV,这明显高于报道的6eV，但与镍磷合金的电特性研究中磷含量的影响保持一致。一个非常小的镍磷量（856.4±0.1eV）也被发现，没有检测到氧化镍。
图.1 （一）镀Ni19P合金的显微表面，（二）AFM原子力显微镜图（10×10微米），（三）AFM原子力显微镜平坦区图（10×10微米）
§4 讨论
镍磷合金纳米晶体具有的超高耐腐蚀性机理仍然是个悬而未解的问题（见附1）。电化学分析结果和XPS/XAES表面分析结合可能有助于解决这一问题。
§4.1 电流
文献中显示在近中性和酸性环境中（图.2）电化学结果存在峰值电流[10,12,19-21]。对镍磷合金的研究发现，当SEC-0.2
§4.2 极化与扩散限制
在中性氯化物溶液和硫酸溶液中电镀镍磷合金的恒电极电位衰减曲线进行开根号，其曲线i/t 斜率在-0.52和-0.63间[10,19,35,42]。镍磷合金也具有相似的曲线（图.3）。通过丰富的可溶性成分层合金快速的扩散溶解解释了电化学结果[11,12,19,20,35]。根据资料，镍能够从非晶态的镍磷合金中优先的溶解，电流衰减曲线显示磷的扩散限制了磷的富集。然而，这种形态的磷化学性质仍不太清楚。
§4.3 XPS/XAES表面分析：化学状态图的分析
此次研究得到了磷的三个不同的化学状态峰值（图.4）。三种磷的P2p
图.2 机械抛光后沉积Ni19P合金在近中性或酸性溶液中的到几极化曲线（0.1 M Na2SO4, 0.1 M NaCl, 0.1 M Na2SO4 + 0.1 M Nacl）
图.3 化学镀Ni19P合金在近中性的氯化钠溶液中的极化曲线，浓度0.1摩尔，SEC在-0.1到+0.1镍的极化曲线是用于比较（SEC在-0.1到+0.1）。
合金制备：淬火（EQ）电镀（ED）化学镀（E）
的结合能和PKLL动能是具有独立的极化电位[42]和极化时间[35,36]。报道的结合能[11,43]和研究的是一致的[表.1]。根据文献中的固体磷成分标准[23,44,45]和成分分析[36]，结合能在133.6 ± 0.1eV峰值处磷P（V）进入磷酸盐。在最高峰值129.7 ± 0.1eV处，大部分的磷进入合金，他的结合能非常接近P的镍磷化物。对于第三种（中间的）而言（结合能为132.0±0.1eV）仍在讨论研究中。这种实际中呈现出较高能量（132.0±0.1eV[23,43,45]）的磷元素稍低于P+1化合物（NaH2PO2为132.3eV[23,43,45]）。考虑到磷酸盐中磷（133.6eV）P （V）具有的化学状态[11,23,42-45]和基于假设镍磷合金基体中的磷是一个氧化态为零的P0（称为“中性”），多位工作者提到了P的中间产物进入未知成分的P（I）或P（III）中，它位于极化层内层的非晶体合金[11,43]或次磷酸钠[11]。另外，这种磷物质被分配到了磷元素P0中[23,24]。
在化学环境中元素更精确的信息可以通过修改衍射曲线α=BE(2P)+KE(PKLL)[4,46,47]、基于衍射动能的二维“化学状态图”和结合能线[36,46,47]。在化学状态图的三个区域（图.6）里发现了三种不同的磷：左边较低的一组(P2p3/2 133.6eV, PKLL 1850.9eV)对应的磷为P（V），这一组接近过渡金属磷酸盐[23,36,44,45]。右上区域(P2p3/2 129.7eV,PKLL 1858.3eV)对应于二元镍磷合金基体[29]，熔体FeNiPB[44]或FeCr10P13C7[23]。中间区域的磷(P2p3/2 132.0eV,PKLL 1855.3eV)最接近化学会状态图上衍射参数1987.3eV[29,44]（红色或黑色磷）。这些结果已经总结（图.7）：（a）二元镍磷系[29]，在镍磷合金基体部分负电荷的磷不能进入P0态的磷；（b）以中间
图.4 高分辨率X射线P2p电子能谱图和X射线PKLL(XAES)镀Ni19P图，极化时间1
小时，SEC -0.1
图.5 镀Ni19P合金1小时，SEC -0.1V的高分辨率的X射线能谱图。
表.1 测定P2p结合能的组分参照
化合物状态磷能以P0态进入（与非晶态的FeCr10P13C7合金一致），可以排除P+1（次磷酸钠[43]）。磷元素的分类与研究是一致的，其结合能与外加恒电极极化相等[42]。
§4.4 深度剖面定量分析
通过使用Tougaard的XPS数据定量分析方法[48]，可以确定镍和磷深入浓度分布溶解[34,36]。详细的结果和分析方法在一个单独的文件中[36],结果显示（图.8）磷在合金/溶液接触面大量富集，最外层磷含量随极化时间直至50%。这个XPS的分析结果是在磷的富集层为1纳米的基体上进行的。在最外层的镍磷合金层中没有发现镍的氧化物。
§4.5 镍磷合金的电子结构
XPS/XAES测试已经提供了镍磷合金的金属性[29]。镍磷合金的高耐腐蚀性能可能有合金的电子结构和磷的含量影响[32]。又如(见上文)在含磷基体上磷的负电荷（-0.4eV）镍，磷经历了共价键到Ni 3d和P 3p的三维镍带。这部分的镍d的结合能远低于费米能，降低了在EF中镍的密度（费米能级线附近）。相比较于纯镍，这在电子结构上可能提高了表面功大小，使电子转移吸附更加难了，从而提高了镍磷合金的耐腐蚀性。
§5 结论
结合电化学分析和XPS/ XAES表面分析研究，可以得出以下关于化学镀
曲线[29,36,44,45]，角线上a = BE + KE。
镍磷合金的抗腐蚀性的结论：
1.Ni–19P合金优越的抗腐蚀性是由于在合金表面形成了一层磷的富集层，合金的溶解有扩散控制。
2.XPS / XAES表面分析的衍射参数和化学状态图表明，这一层化学磷接近磷元素。
3.沉积在合金中的磷元素没有显负电性，而是和镍原子形成化学键，这些化学键影响了电子结构从而提高了镍磷合金的溶解性。
4.在一些文献中发现在镍磷合金中没有氧化镍，从而可以排除存在纯镍的“一氧化性”氧化物。
图.8 SEC-0.1V极化时间1小时的化学镀镍磷合金在表面的磷含量变化。
上海商虎/张工：158 –0185 -9914 Incone706（N09706) 化学成分 物理性能 常温下合金的机械性能的最小值 耐腐蚀性特性 该合金中的铬元素提供抗氧化性介质，镍元素不仅提供抗复原环境并且具有很强的抗两个氯离子和羟基离子应力腐蚀开裂的能力。 产品：哈氏合金、高温合金、铜镍合金、英科耐尔、蒙乃尔、钛合金、沉淀硬化钢等各种中高端不锈钢，镍基合金等。 高温合金：
GH3030、GH4169、GH3128、GH145、GH3039、GH3044、GH4099、GH605、GH5188等 软磁合金： 1J06、1J12、1J22、1J27、1J30、1J36、1J50、1J79、1J85等 弹性合金： 3J01、3J09、3J21、3J35等。蒙乃尔合金：Monel 400（N04400）、Monel K500（N05500）等 膨胀合金： 4J28、4J29（与玻璃烧结）、4J32、4J33、4J34、4J36、（与陶瓷烧结）4J38、4J42、4J50等 耐蚀合金： Inconel 600、601、617、625、686、690、713C、718、Inconel X-750等 因科洛伊合金： Incoloy 20、330、718、800、800H、800HT、825、925、Inconel 926【N08926/1.4529】等 哈氏合金： Hastelloy C、C-4、C-22（N06022）、C-276、C-2000、Hastelloy B、B-2、B-3等 纯镍 / 钛合金： N4、N5（N02201）N6、N7（N02200）TA1、TA2、TA9、TA10、TC4等 沉淀硬化钢/双相不锈钢 17-4PH（sus630）、17-7PH（sus631）、15-5PH/ 2205、2507、904L、254SMO、20#（N08020） 生产工艺：热轧、锻轧、精扎、机轧、挤压、连铸、冷拔、浇铸、冷拉等 供应规格：棒材、板材、管材、带材、毛细管、丝材及块料。
外文资料译文 化学镀沉积镍磷合金：耐腐蚀机理 Bernhard Elsener/Maura Crobu/Mariano Andrea Scorciapino/Antonella Rossi 摘要 在各种各样的化学基体上可以进行化学镀镍磷合金。他们表现出的耐腐蚀性优于纯镍，但由纯镍形成的氧化镍（钝化膜）除外，已经提出来许多理论来解释这一优越的腐蚀性，但还尚未达成共识。在这一领域的研究中使用了电化学中的XPS表面电化学分析方法，以更深入的了解化学镀镍磷合金的耐腐蚀性，磷的含量在18%到22%。在酸性和近中性溶液中其极化曲线与电流密度有一定的关系。在恒电位极化过程，根据曲线衰减指数大约为-0.5可以推论扩散过程限制了镍的解离。在XPS / XAES后通过测量恒电位极化显示磷在反应过程中存在三种不同的状态。根据钴参与化学反应的不同，磷主要存在于反应合金、磷酸盐和磷的中间化合产物中。通过XPS分析表明，磷元素富集在了合金之间的界面和最外层表面与腐蚀溶液接触面，由此提出以下结论：镍元素在溶液中的扩散机制限制了磷元素在介质表面的富集解释了Ni-P合金的高耐蚀性。一个尚未证实的补充说明是耐高腐蚀性Ni-P合金可能是以镍元素的电离态存在的。
关键词：电位极化扩散，磷，富集， XPS图，衍射参数 §1 简介 对纳米晶体材料的关注增加使人们对于镍磷合金研究加深，尤其是在具有挑战性的技术应用方面[1,2]。这些过去主要用作防腐涂料的合金构成了最早的工业应用是在x射线的非晶和纳米晶体材料上，这项技术可以追溯到1946年[3-5]。现在产生了对三元系镍磷合金的研究[6,7]和共沉积金刚石[8]或聚四氟乙烯颗粒[9]，以获得为生产量身定制的功能化表面。 镍磷合金中P元素大约是20％（接近共晶组合）时表现出了比镍更好的耐腐蚀性，同时得到的纯镍在阳极溶液附近镍酸的溶解更加容易[10-22]。这一现象在化学镀[13-16]或电沉积[17-21]镍磷合金的金属熔体[10-12]时常见到。人们还普遍认为只有非晶或纳米晶合金才能具有这种优越的耐腐蚀性，这种具有结晶化的耐高腐蚀性的合金与其生产方式无关[13.30]。 多种不同的理论对于解释镍磷合金的耐腐蚀性中都提到了磷的含量应超过18%： （1）具有保护性的镍磷化合模的形成有效地阻止了合金的扩散性溶解。 （2）次磷酸根离子的吸附形成了阻隔层，防止了合金表面（被称为“化学被动”）镍离子的溶解。 （3）在合金和溶液的表面形成的富磷膜对镍离子具有选择性的溶解，
文章编号： （ ） 铬、硅含量对镍基高温合金组织及耐蚀性的影响 陈民芳，孙家枢，由臣，赵润娴 （天津理工学院材料科学与工程系，天津 ） 摘要：设计开发了四种不同成分的镍基合金，通过扫描电镜（ ）、能谱分析（ ）和 射线衍射（ ）相结合的综合分析手段，研究了 、 含量对试验材料组织和相组成的 影响 结果表明，当 、 含量适宜时，合金可实现碳化物、硼化物和硅化物的复合强化，使合金中第二相数量多、分布均匀、硬度高、耐熔盐腐蚀能力强 在 以下可替代钴基 合金，有广阔的应用前景 关键词：镍基超合金；显微组织；硅化物；熔盐腐蚀 中图分类号： 文献标识码： ， ， ， （ !" !# ， !$ !%! & ’! #(， !$ ! ， ’ ! ） ：) & * !" + ,- " & (. ’" ! ’ / / !’ 0 - ! " #! " !"" 0 " ’ ! ! ! ’ / &/ !" ! !/ & & !" ’ !#/ . !0 # " !" -(/ ! !! !# !/ ( !" , (" ! ! ( ’ & ’ . " ’ ’ !# ’ !. ’ - " 、 !" - " ’ - ! 1 "-( "" !# ! ! ! ’ / &/ !" ! !" ( ’ " -& "’ / # ! & ( ! & & ’ #’ ! ! !# ( .’ ’’ 0 ’ #’’ "! !" !# - ( ! ! ’ ( ! ,- " ( !"’ - " ! ：+ ,- " (；/ & & ； ；/ !# ! 镍基高温合金是工业上广泛使用的高温结构材料，其工作环境决定这些部件常经受高温磨（冲）蚀损伤，而使它们的使用寿命降低［ 、 ］ 如果能在这些零部件的表面涂敷上一层性能高于基材的涂层，使之具有耐热、耐高温氧化、耐热腐蚀又耐磨的优异性能，势必能带来巨大的经济效益 近年来，金属间化合物增强金属基复合材料以其优良的性能成为这一领域的研究热点，铝化物［ ］和硅化物［ ］均有一些报道，并认为后者 是最有希望的新一代高温结构材料 本研究采用等离子喷焊的方法，使试验合金与基体达到完好的冶金结合 通过对四种试验材料的组织、结构和抗热腐蚀性能的研究，分析了 、 含量对硅化物形成乃至合金整体性能的影响，得到最佳合金成分配比，为工业生产提供了依据 材料成分设计和实验方法 第 卷第 期 年 月 天津理工学院学报 !" #$ 2 + 收稿日期：
镍基合金管的性能、化学成分 以镍为基体,能在一些介质中耐腐蚀的合金,称为镍基耐蚀合金。此外,含镍大于30％,且含镍加铁大于50％的耐蚀合金,习惯上称为铁－镍基耐蚀合金(见不锈耐酸钢)。1905年美国生产的Ni-Cu合金(Monel合金Ni 70 Cu30)是最早的镍基耐蚀合金。1914年美国开始生产Ni-Cr-Mo-Cu型耐蚀合金(Illium R)，1920年德国开始生产含Cr约15％、Mo约7％的Ni-Cr-Mo型耐蚀合金。70年代各国生产的耐蚀合金牌号已近50种。其中产量较大、使用较广的有Ni-Cu,Ni-Cr,Ni-Mo，Ni-Cr-Mo(W)，Ni-Cr-Mo-Cu和Ni-Fe-Cr，Ni-Fe-Cr-Mo等合金系列,共十多种牌号。中国在50年代开始研制镍基和铁－镍基耐蚀合金，到70年代末，已有十多种牌号。 类别镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在，各种耐蚀合金按成分分类及其特性如下： Ni-Cu合金在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜，它在无氧和氧化剂的条件下，是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的最好的材料（见金属腐蚀）。 Ni-Cr合金主要在氧化性介质条件下使用。抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀，其耐蚀性随铬含量的增加而增强。这类合金也具有较好的耐氢氧化物（如NaOH、KOH）腐蚀和耐应力腐蚀的能力。 Ni-Mo合金主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的最好的一种合金，但在有氧和氧化剂存在时，耐蚀性会显著下降。 Ni-Cr-Mo(W)合金兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－还原混合介质条件下使用。这类合金在高温氟化氢气中、在含氧和氧化剂的盐酸、氢氟酸溶液中以及在室温下的湿氯气中耐蚀性良好。 Ni-Cr-Mo-Cu合金具有既耐硝酸又耐硫酸腐蚀的能力，在一些氧化-还原性混合酸中也有很好的耐蚀性。 什么是超级不锈钢？镍基合金？ 超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢，首先在化学成分上与普通不锈钢304不同，是指含高镍，高铬，高钼的一种高合金不锈钢。其次在耐高温或者耐腐蚀的性能上，与304相比，具有更加优秀的耐高温或者耐腐蚀性能，是304不可取代的。另外，从不锈钢的分类上，特殊不锈钢的金相组织是一种稳定的奥氏体金相组织。 由于这种特种不锈钢是一种高合金的材料，所以在制造工艺上相当复杂，一般人们只能依靠传统工艺来制造这种特种不锈钢，如灌注，锻造，压延等等。 在许多的领域中，比如 1，海洋：海域环境的海洋构造物，海水淡化，海水养殖，海水热交换等。 2，环保领域：火力发电的烟气脱硫装置，废水处理等。 3，能源领域：原子能发电，煤炭的综合利用，海潮发电等。 4，石油化工领域：炼油，化学化工设备等。 5，食品领域：制盐，酱油酿造等 在以上的众多领域中，普通不锈钢304是无法胜任的，在这些特殊的领域中，特种不锈钢是不可缺少的，也是不可被替代的。近几年来，随着经济的快速发达，随着工业领域的层次的不断提高，越来越多的项目需要档次更高的不锈钢。。。。。特种不锈钢（超级不锈钢、镍基合金）。
钢铁的化学镀镍磷 金属1002 陈浩 3100702039 摘要：本文简要介绍了钢铁化学镀镍磷的原理与工艺流程，简述了镀层的性能及技术指标，随之分析了影响镀层性能的主要因素，并据此给出了工艺中的除锈配方和镀液配方，最后对试验参数进行了测定与比较，得出了一定的结论。 关键词：化学镀镀镍磷表面强化耐磨耐腐蚀性 一．前言 化学镀镍磷工艺是近年来迅速发展起来的一种新型表面保护和表面强化技术手段，具有广泛的应用前景。目前化学镀镍磷合金已广泛地应用在石油化工、石油炼制、电子能源、汽车、化工等行业。石油炼制和石油化工是其最大的市场，并且随着人们对这一化学镀特性的认识，它的应用也越来越广泛，主要用在石油炼制、石油化工的冷换设备上，化学镀镍磷能够显著提高设备的耐磨、耐蚀性能，延长其寿命，性能优于目前使用的有机涂料，而且适用于碳钢、铸铁、有色金属等不同基材。 二．实验原理 化学镀镍磷合金是一种在不加电流的情况下，利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍磷镀层的方法。其主要反应为应用次亚磷酸钠还原镍离子为金属镍，即在水溶液中镍离子和次亚磷酸根离子碰撞时，由于镍触媒作用析出原子态氢，而原子态氢又被催化金属吸附并使之活化，把水溶液中的镍离子还原为金属镍形成镀层，另外次亚磷酸根离子由于在催化表面析出原子态氢的作用，被还原成活性磷，与镍结合形成Ni-P合金镀层。 以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍磷工艺，其反应机理，现普遍被接受的是“原子氢态理论”和“氢化物理论”。下面介绍“原子氢态理论”，其过程可分为以下四步： 1、化学沉积镍磷合金镀液加热时不起反应，而是通过金属的催化作用，次亚磷酸根在水溶液中脱氢而形成亚磷酸根，同时放出初生态原子氢。 H 2PO 2 -+H 2 O→HPO 3 -+2H+H-
论文 课题名称：耐蚀材料之镍基合金学号： 姓名：
摘要：镍在许多腐蚀性苛刻的介质中,都具有很高的耐蚀性能。镍对铜、铬、铁等金属元素有较高的固溶度,因而能组成成分范围广泛的镍合金。镍基合金是一类高性能的耐蚀材料，本文介绍了镍基耐蚀材料的耐蚀特性、并与其它材料作了比较．综述了现阶段此材料的研究与发展方向，在工程中镍基耐蚀合金的种类及其应用。 关键词：镍基合金；耐蚀；发展 镍基合金是指在650--1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。高温合金按照基体的不同可分为：铁基高温合金，镍基高温合金与钴基高温合金。其中镍基高温合金简称镍基合金。主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中Cr，Ai等主要起抗氧化作用，其他元素有固溶强化，沉淀强化与晶界强化等作用。镍基合金的代表材料有: Incoloy合金，如Incoloy800，主要成分为：32Ni-21Cr-Ti,Al，属于耐热合金；Inconel合金，如Inconel600，主要成分是：73Ni-15Cr-Ti,Al，属于耐热合金；Hastelloy合金，即哈氏合金，如哈氏C-276，主要成分为：56Ni-16Cr-16Mo-4W，属于耐蚀合金；Monel合金，即蒙乃尔合金，比如说蒙乃尔400，主要成分是：65Ni-34Cu，属于耐蚀合金。 镍基合金是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。 镍在耐蚀台金中的一个极其重要的特征，是许多具有种种耐蚀特性的元素(倒如Cu、Cr、Mo、W等)在镍中的固溶度比在Fe中的大得多(在Ni中分别可溶100“Cu、47％Cr、39.3％Mo、及40％W)，能形成广泛成分范围的固溶体台金，既保持了镍固有的电化学特性，又兼有合金化组元的良好特有耐蚀品质。这样镍基耐蚀合金既具有优异的耐蚀性能，义具有强度高、塑韧性好，可以冶炼、铸造，可以冷，热变形和成型加工，以及可以焊接等多方面的良好综合性能。 镍基耐蚀合金是一种以抗液体介质（室温，有时也可高于室温）腐蚀能力为其主要性能的合金。含镍量一般不超过70%，主要添加Cu，Cr，MO，W等，以适应各种不同化学性质的工作介质。加铜提高镍在还原性介质中的耐蚀性，以及在充 气的高速流动海水中均匀的钝性；铬赋予镍在氧化条件（如HNO 3，H 2 ClO 4 ）下的 抗蚀能力，以及高温下的抗氧化、抗硫化的能力；钼和钨显著提高镍在还原性酸中的抗蚀性；在镍合金中同时加入Cr，MO，可同时改善其在氧化性介质和还原性介质中的耐蚀性。由于碳化物等第二相析出（此时合金处于敏化状态）所造成的
钢的化学镀镍磷 DC 金属3090****** 材料科学与工程学院 摘要：本文简要介绍了钢铁化学镀镍磷的原理与工艺流程，简述了镀层的性能及技术指标，随之分析了影响镀层性能的主要因素，并据此给出了工艺中的除锈配方和镀液配方，最后对试验参数进行了测定与比较，得出了一定的结论，由此论证了化学镀镍磷的重要作用和这一工艺对钢铁性能改进的重要影响。 关键词：原子氢态理论镀层工艺热处理参数测定 前言：化学镀镍磷工艺是近年来迅速发展起来的一种新型表面保护和表面强化技术手段，具有广泛的应用前景。目前化学镀镍磷合金已广泛地应用在石油化工、石油炼制、电子能源、汽车、化工等行业。石油炼制和石油化工是其最大的市场，并且随着人们对这一化学镀特性的认识，它的应用也越来越广泛，主要用在石油炼制、石油化工的冷换设备上，化学镀镍磷能够显著提高设备的耐磨、耐蚀性能，延长其寿命，性能优于目前使用的有机涂料，而且适用于碳钢、铸铁、有色金属等不同基材[1]。 一、实验原理 化学镀镍磷合金是一种在不加电流的情况下，利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍磷镀层的方法。其主要反应为应用次亚磷酸钠还原镍离子为金属镍，即在水溶液中镍离子和次亚磷酸根离子碰撞时，由于镍触媒作用析出原子态氢，而原子态氢又被催化金属吸附并使之活化，把水溶液中的镍离子还原为金属镍形成镀层，另外次亚磷酸根离子由于在催化表面析出原子态氢的作用，被还原成活性磷，与镍结合形成Ni-P合金镀层。 以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍磷工艺，其反应机理，现普遍被接受的是“原子氢态理论”和“氢化物理论”。下面介绍“原子氢态理论”，其过程可分为以下四步： 1、化学沉积镍磷合金镀液加热时不起反应，而是通过金属的催化作用，次亚磷酸根在水溶液中脱氢而形成亚磷酸根，同时放出初生态原子氢。 H2PO2-+H2O→HPO3-+2H+H-
钴基合金和镍基合金的对比 一、热稳定性 钴基高温合金被选择为航空材料的重要原因之一是其具有优良的热稳定性。钴基高温合金与镍基高温合金相比，具有更好的热稳定性。下面为一组典型的钴基高温合金与镍基高温合金在热稳定性能上的对比数据： 由数据可见，钴基合金具有更高的熔点和热导率，加热后热膨胀量较小。在热稳定性上具有优势。 二、强度 在常温下， GH605（钴基合金）与GH4169（镍基合金）力学性能见下表： 由此可见，在常温下GH605强度略低，但延伸率较大。GH4169的高强度带来了巨大的脆性，在有冲击的位置需谨慎使用。 在高温下，两种材料强度如下：
从高温强度来看650℃时，GH4169强度较高，但脆性也大，在有冲击的场合下使用容易发生断裂。当温度上升到900℃（某些发动机的工作温度）时，镍基高温合金已无法使用，而钴基高温合金仍然具有一定的强度。 三、刚度 所谓刚度即为材料抵抗变形的能力。通过一组数据来反映钴基高温合金与镍基高温合金的刚度上的差异。 从表格数据可看，镍基合金在各个温度区间刚度都低于钴基合金，且温度高于700℃，镍基合金已无法使用。 四、钴基高温合金具有良好的抗氧化性 钴基高温合金拥有非常好的抗高温氧化能力，下表为GH605棒料（棒料直径为6.35~12.7mm）在高温下的抗氧化性能指标。 可见钴基高温合金抵抗高温氧化的能力卓越，可以在1000℃左右的环境中连续使用。 五、钴基高温合金具有优良的耐腐蚀能力 GH605合金与GH3536等几种合金板材，在燃气速度为4m/s，燃烧空气中含5-6或5-5海盐、NO.2号燃油（含0.3%~0.45%硫），空气-油比例为30:1，试验中试样旋转，每隔1h试样从900℃用冷空气吹冷至260℃以下，如此在燃烧装置中
化学镀镍磷合金加工 作者：上传日期： 业务范围：专业从事化学镀镍磷合金加工业务 加工技术：金属表面化学镀NI--P工艺，全面取代电镀处理本公司加工工艺可在钢、铸铁、铝合金、铜合金等材料表面形成光亮如镜的镍 磷合金 镀层，硬度可高达HV1000，相当HRC69，具有很高的耐磨性和耐腐蚀性，镀层结合 力好、厚 度均匀。镀速快，可达20μm/小时。 一、技术特性： 1、耐腐蚀性强：该工艺处理后的金属表面为非晶态镀层，抗腐蚀性特别优良，经硫 酸、盐 酸、烧碱、盐水同比试验，其腐蚀速率低于1cr18Ni9Ti不锈钢。 2、耐磨性好：由于催化处理后的表面为非晶态，即处于基本平面状态，有自润滑性。 因 此，磨擦系数小，非粘着性好，耐磨性能高，在润滑情况下，可替代硬铬使用。 3、光泽度高：催化后的镀件表面光泽度为LZ或▽8-10可与不锈钢制品媲美，呈白 亮不锈钢 颜色。工件镀膜后，表面光洁度不受影响，无需再加工和抛光 4、表面硬度高：经本技术处理后，金属表面硬度可提高一倍以上，在钢铁及铜表面 可达 Hv 570。镀层经热处理后硬度达Hv 1000，工模具镀膜后一般寿命提高3倍以上。
5、结合强度大：本技术处理后的合金层与金属基件结合强度增大，一般在 350-400Mpa条件 下不起皮、不脱落、无气泡，与铝的结合强度可达102-241Mpa。 6、仿型性好：在尖角或边缘突出部分，没有过份明显的增厚，即有很好的仿型性， 镀后不 需磨削加工，沉积层的厚度和成份均匀。 7、工艺技术高适应性强：在盲孔、深孔、管件、拐角、缝隙的内表面可得到均匀镀 层，所 以无论您的产品结构有多么复杂，本技术处理起来均能得心应手，绝无漏镀之处。 8、低电阻，可焊性好。 9、耐高温：该催化合金层熔点为850-890度 二．适镀基材：铸铁、钢铁、铜及铜合金、铝及铝合金，模具钢、不锈钢。 三．化学镀镍磷合金层的性能（国家钢铁产品质量监督检验中心检测） 按GB10125-1997标准规定进行测试，时间为96小时，Nacl浓度50g/l,ph值： 6.5- 7.2，温度：35，按GB6464-86规定评定防护等级，可达9级。 磷含量（质量百分数）：6%-12% 电阻率：60-75μΩ.cm 密度：7.9g/cm3 熔点：860-880℃ 硬度：镀态：Hv500-550(45-48RCH) 热处理后：Hv1000 结合力：400MPa，远高于电镀 内应力：钢上内应力低于7Mpa 本单位生产销售化学镀镍浓缩液、添加剂，光亮剂、浸锌剂、钝化封闭剂等，设计 制作化学镀镍生产线，承揽化学镀镍加工 我厂为客户服务的方式有以下几种： 一、镀覆加工各种工件。
NS143镍基耐腐蚀合金性能（对应牌号NS1403） 【供应品种】NS143圆棒、NS143无缝管、NS143板材、NS143带材、NS143管材 【冶韩实业（上海）有限公司周先生、郭女士、康女士、郑先生】 技术顾问：周工/TEL：①③⑧①⑥①⑥⑥③④③ NS143(NS1403)耐蚀合金 NS1403是具有很多优异性能的耐蚀合金，对氧化性和中等还原性腐蚀有很好的抵抗能力，具有优异的抗应力腐蚀 开裂能力和好的耐局部腐蚀能力在很多化工工艺介质中有满意的耐蚀特性。 NS1403的化学成分 NS1403的物理性能 NS1403的常温机械性能 NS1403的应用： NS1403可以用来湿法冶金及硫酸工业装置等等。在材料领域中,可以用来制作钢材、锻件、带材、丝材、螺栓、螺母等等。 NS143镍基耐蚀合金NS1403对应牌号stjpk21499.专用工装专用工装是以工件的针对性为主，结合炉型进行设计与制作，以满足工件的特殊装载要求的工装夹具。其作用主要有以下几个方面。对于化学热处理工件，要求保证工件在炉内 与炉气充分而均匀地接触，同时放置要稳妥，不致引起变形。本章简单的阐述了NS143合金的耐蚀性、NS143标准成分、 NS143尺寸规格，这些特性或多或少的影响着NS143价格，当然影响NS143合金价格还包括NS143硬度、NS143 密度及NS143热处理状态等；其实您可以不用那么麻烦，致电上海冶韩合金，一站式提供NS143耐蚀合金服务，一 站式 采购NS143不锈钢耐蚀合金。 NS143冶韩合金合作的钢厂有： 1.日本钢厂：新日本钢铁（新日铁NSSC）、神户制钢所（神钢KOBELCO）、日新制钢株式会社（日新NISSHIN STEEL）、日本冶金（YAKIN）、日本大同（DAIDO）、日本日立（HITACHI）。 2.美国：美国钢铁公司（United States Steel Corpration）卡内基钢铁、阿塞洛米塔尔钢铁集团（Arcelor Mittal）
镍及镍基合金焊材选用 镍是一种用途广泛的重要有色金属，具有熔点高﹑耐腐蚀性好﹑力学性能优良等特性。镍基合金是含镍量大于50%并含有多良其他元素的合金，镍基比铁基能固熔更多的合金元素，所以镍基合金不但保持了镍的良好特性，有兼有合金化组分的良好特性，既可耐高温，又可耐腐蚀。工程上将其分为两大合金类型，即耐热用镍基合金(有称高温合金)和耐腐蚀用镍基合金。前者主要用于航空﹑航天等高温工作构件；后者则用于化学﹑石油﹑核工业等苛刻腐蚀环境。 ⑴镍基高温合金：它是以镍﹑铬固熔体为基体并天家多种合金元素进行固熔强化而得到的合金。焊接结构常用的镍基高温合金的强化机制分为固熔强化和时效沉淀强化两大类。固熔强化是加入Cr ﹑Co ﹑W﹑Mo﹑Nb﹑Ta 等元素，以提高原子间结合力，产生点阵畸变，阻止位错运动，提高再结晶度等来强化固熔体。这类合金具有优良的抗氧化性，塑性较高，易于焊接，但热强性相对较低。时效强化是在固熔强化的基础上，天家较多的Al﹑Ti﹑Nb﹑Ta 等元素，他们与镍结合成共格稳定﹑成分复杂的金属间化合物，使合金的热强性大大提高。但是，Al﹑Ti ﹑Nb等元素的加入使焊接性变差，故这类元素的加入 总量宜限制在6%以下。固熔强化和时效强化的形变镍基高温合金牌号有30 个左右，如GH3030 ( Ni-20Cr-0.25Ti )﹑GH4033(Ni-20Cr-2.5Ti-0.8Al) 等。焊接时有可能产生凝固﹑液化裂纹或应变时效裂纹，Al ﹑Ti 等时效强化元素越多，裂纹敏感性越大。 ⑵镍基耐蚀合金：为提高镍基耐蚀合金的耐腐蚀性能，也加入Cr﹑W﹑Mo等合金元素；且要求碳量 越低越好；Ti ﹑Nb 等含量较低，主要作用是抑制碳的有害影响，以提高耐腐蚀性能，这均是与高温合金的重要区别。我国的耐腐蚀合金牌号标准见GB/T15007-1994 。镍基耐腐蚀合金也有固熔和沉淀两种强化 方式，但成分类型与镍基高温合金不同，有如下几种类型；Ni 系，近于纯镍，如Ni200 等；Ni-Cu 系，如蒙乃尔 ( monel) 400(66Ni31Cu);Ni-Cr 系和Ni-Cr-Fe 系，如因康镍( Inconel )600(76Ni15Cr8Fe) ﹑因康镍 718(53Ni19Cr3Mo5Nb18Fe);Ni-Fe-Cr 系，如因康洛依( Incoloy ) 800(32Ni46Fe21Cr);Ni-Mo 系和Ni-Cr-Mo 系，如哈斯特洛依( Hastelloy ) C (64Ni16Cr16Mo4W);Ni-Cr-Mo-Cu 系，含Cu 在3%以上。镍基耐蚀合金在焊接时可能产生热裂纹﹑焊缝气孔等问题，有的合金烈性(如Ni-Cr ﹑Ni-Mo﹑Ni-Cr-Mo 系)焊接接头还存在晶间腐蚀和应力腐蚀问题。 镍基合金具有耐活泼性气体﹑耐苛性介质﹑耐还原性酸介质腐蚀的良好性能，又经验有强度高﹑塑性好﹑可冷热变形和加工成型及可焊接的特点，因此，广泛应用于石油化工﹑冶金﹑原子能﹑海洋开发﹑航空﹑航天等工业中，解决一般不锈钢和其他金属﹑非金属材料无法解决的工程腐蚀问题，是一类非常重要的耐腐蚀金属材料。 镍基及铁镍基耐腐蚀合金的化学成分列于表1，哈氏系列耐腐蚀合金化学成分典型值列于表 2。
镍磷镀 化学镀镍，镍磷镀ENP（Electroless Nickel plating）工艺是一种用非电镀（化学）的方法，在零部件表面沉镀出十分均匀、光亮、坚硬的镍磷硼合金镀层的先进表面处理工艺。它兼有高匀性、高结合强度、高耐磨性、高耐腐蚀性和无漏镀缺陷及仿真性极好六大优点，其综合性能优于电镀铬。在很多环境介质中甚至比不锈钢更耐腐蚀，用来代替不锈钢可以降低工件成本。在工艺方面，化学镀镍是靠化学方法形成镀层，不受零件形状和尺寸的限制，任何复杂形状的零件各部位镀层厚度均匀一致，施镀过程中厚度精度为±2μm，能够满足各种复杂精密部件的尺寸要求，而且镍合金镀层质密光滑，镀后无需任何加工，还可以反复修镀。该技术是目前发达国家重点推广的表面处理新技术。 {化学镀合金技术是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属合金的沉积过程。该工艺不需外加电流，不受镀件的几何形状影响，与电镀相比，化学镀合金膜层均匀、致密、硬度高、耐磨，并经过特殊的后处理工序，Hv硬度可达1000以上，膜层外观似不锈钢。该工艺具有槽液可循环使用，环境污染小，设备投资少等特点。在许多领域逐步取代电镀，成为一种环保型的表面处理工艺，化学镀合金技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航天航空等领域得到广泛的使用。 流程：金属表面砂纸抛光---金属表面碱液化学除油---金属表面活化—Ni-P 合金化学镀—清洁—干燥} 一、化学镀镍，镍磷镀ENP的基本原理 化学镀镍，镍磷镀ENP的基本原理是以次亚磷酸盐为还原剂，将镍盐还原成镍，同时使金属层中含有一定的磷，沉淀的镍膜具有催化性，可使反应继续进行下去。关于ENP的具体反应机理，目前尚无统一认识，现为大多数人所接受的原子氢态理论是：1、镀液在加热时，通过次亚磷酸根在水溶液中脱氢，而形成亚磷酸根，同时放出生态原子氢，即：H2PO2-+H2O→H2PO32-+H++2[H] 2、初生态的原子氢吸附催化金属表面而使之活化，使镀液中的镍离子还原，在催化金属表面上沉积金属镍： Ni2++2[H]→Nio+2H+ 3、随着次亚磷酸根的分解，还原成磷： H2PO2-+[H]→H2O+OH-+Po 镍原子和磷原子共同沉积而形成Ni-P合金，因此，ENP的基本原理也就是通过镀液中离子还原，同时伴随着次亚磷酸盐的分解而产生磷原子进入镀层，形成过饱和的Ni-P固溶体。 二、化学镀镍，镍磷镀ENP工艺特点 1、该工艺从原料到操作对环境无毒无污染，属于环保型表面处理工艺。 2、属于热化学镀，靠化学反应在零件表面生成镀层。 3、工艺独特，对任何复杂形状的零件，只要浸到镀液，就能获得各个部位完全均匀一致的镀层（彻底弥补了电镀工艺的漏镀缺陷）。 4、镀层十分光滑均匀，并且厚度能够得到精确控制，镀后无需任何加工处理。 三、镀层性能特点 1、镀层成分：镀层合金（镍磷硼合金），其中镍86-97%，合金成分3-14% 2、结合力：镀层合金与基体之间是金属键结合，连结坚固，结合力超强。钢或铝合金300-400Mpa，铜140-160Mpa，是电镀的6-8倍，能承受很大的剪切应力而不脱皮
Inconel690合金是一种含30%Cr的奥氏体型镍基耐蚀合金。它不仅在含氯化物溶液和氢氧化钠溶液中，具有比Inconel600、Inconel800、304不锈钢优异的抗应力腐蚀开裂能力，还具有高的强度、良好的冶金稳定性和优良的加工特性。特别是在各种类型的高温水中，Inconel690合金显示出了低的腐蚀速率和优异的应力腐蚀抗力。这些性能很适用于核废料处理装置，蒸汽发生器，耐硝酸部件。 Inconel690特性：inconel690具有优良的抗晶间腐蚀和抗晶间应力腐蚀开裂的能力，故inconel690主要用于压水堆核电站蒸汽发生器传热管材料。inconel690合金作为压水堆核电站蒸汽发生器传热管材料，从上世纪90年代投入使用以来还没有发现破损的报道。 化学成分(%) _____________________________________ Ni.............................≥58.0 Cr..........................27.0-31.0 Fe..........................7.0-11.0 C..............................≤0.05 Si.............................≤0.50 Mn.............................≤0.50 S.............................≤0.015 Cu..............................≤0.5 _______________________________________ 物理性能（室温）: _______________________________________ 密度(g/cm3)………………………………8.19 熔点(℃) …………………………1343-1377 比热(J/kg-℃) (450) 电阻率( μΩ-m) ……………………1.148
镍基合金 镍基合金的代表材料有: 1，Incoloy合金，如Incoloy800，主要成分为；32Ni-21Cr-Ti,Al；属于耐热合金； 2，Inconel合金，如Inconel600，主要成分是；73Ni-15Cr-Ti,Al；属于耐热合金； 3，Hastelloy合金，即哈氏合金，如哈氏C-276，主要成分为； 56Ni-16Cr-16Mo-4W；属于耐蚀合金； 4，Monel合金，即蒙乃尔合金，比如说蒙乃尔400，主要成分是；65Ni-34Cu；属于耐蚀合金； 钨钴合金 WC-Co hard alloy 钨钴合金又称碳化钨-钴硬质合金。碳化钨和金属钴组成的硬质合金。按钴含量，可分为高钴(20％～30％)、中钴(10％～15％)和低钴(3％～8％)三类。这类金属陶瓷可按通常特种陶瓷配料、成型等工艺制造，惟有烧成应根据坯料性质及成品质量采用控制烧结气氛为真空或还原气氛，一般在碳管电炉、通氢钼丝电炉、高频真空炉内进行。中国生产的这类硬质合金的牌号有YG2，YG3，YG3X，YG4C……等。字母“YG”表示“WC-Co”，“G”后面的数字表示Co的含量，“X”表示细晶粒，“C”表示粗晶粒。这类金属陶瓷通常抗弯强度和断裂韧性随钴含量的增加而提高，而硬度下降。钨钴合金具有较高的抗弯强度、抗压强度、冲击韧性、弹性模量和较小的热膨胀系数，是硬质合金中使用最广泛的一类。用作刀具可加工铸铁、有色金属、非金属、耐热合金、钛合金和不锈钢等，还可作引伸模具、耐磨零件、冲压模具和钻头等。 钨和钴为主要成份的一种合金，多用于矿山开采的钎头制作。 硬质合金分类 WC刀具 ①钨钴类硬质合金 主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co）。 其牌号是由“YG”（“硬、钴”两字汉语拼音字首）和平均含钴量的百分数组成。 例如，YG8，表示平均WCo=8%，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。 一般钨钴类合金主要实用于:硬质合金刀具,模具,以及地矿类产品. 硬质合金切削刀具 TIC刀具 ②钨钛钴类硬质合金 主要成分是碳化钨、碳化钛（TiC）及钴。 其牌号由“YT”（“硬、钛”两字汉语拼音字首）和碳化钛平均含量组成。 例如，YT15，表示平均TiC=15%，其余为碳化钨和钴含量的钨钛钴类硬质合金。
Sanicro28/NO8028/1.4563 No8028合金钢化学成分： C Mn Si S 合金 No8028≤0.30≤2.00≤0.50≤0.024 No8028合金钢物理机能：密度：8.83g/cm3熔点：1300-1390℃ No8028合金钢特性：No8028合金钢是一种用量非常大、用途非常广、概括机能极佳的耐蚀合金。此合 金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海 水、大气、有机化合物等的侵蚀。该合金的一个重要特性是普通不产生应力侵蚀裂纹，切削机能良好。 No8028耐侵蚀性：No8028合金在氟气、盐酸、硫酸、氢氟酸以及它们的派生物中有 极先进的耐蚀性。同时在海水中比铜基合金更具耐蚀性。酸介质：No8028在浓度 小于85%的硫酸中都是耐蚀的。No8028是可耐氢氟酸中为数极少的重要材料之一。水侵 蚀：No8028合金在无数水侵蚀情况下，不仅耐蚀性极佳，并且孔蚀、应力侵蚀等也非常少发现，侵蚀 速度小于0.025毫米/a。高温侵蚀：No8028在空气中连续兼职的非常高温度普通在600℃左右，在高温 蒸汽中，侵蚀速度小于0.026毫米/a。氨：由于No8028合金镍含量高，故可耐585℃以下无水氨和氨化 前提下的侵蚀。
No8028软件范围软件平台有：合金是一种多用途的材料，在许多工业平台都能软件： 1.动力厂家中的无缝输水管、蒸汽管 2.海水互换器和蒸发器 3.硫酸和盐酸情况 4.原油蒸馏 5.在海水软件装备的泵轴和螺旋桨 6.核工业用于生产铀提炼和同位素分离的装备 7.生产生产盐酸装备软件的泵和阀 No8028合金钢【军工材料】No8028镍铜合金耐蚀性钢板 No8028合金钢在咸水或海水具有优良的抗孔蚀、应力侵蚀才气.尤其是耐氢氟酸和抗盐酸.宽泛软件于化工、煤油、海洋工业.
Ni基合金的耐蚀性展 望 姓名:余丽鹏 学号：20140910009 班级：材料14-1 学院：物理科学与技术学院 日期:2016年12月12日
摘要:在我们的生产生活中镍基合金对腐蚀性环境具有有效的抵抗能力，基于防腐蚀问题，镍基合金的介绍，,镍合金的化学成分,各类镍合金耐腐蚀性能，及与其它材料耐腐蚀性能的比较，对不同环境选用不同镍合金提出了建议。 一．腐蚀对经济社会的影响 例1.2006年3月某核电站土建处执行设备腐蚀状态检查时发现，除盐水分配系统除盐水箱的地脚螺栓出现严重的腐蚀，锈蚀掉已接近的1/3，地脚螺栓腐蚀与地面接触腐蚀若进一步加剧，则影响设备的稳定性和抗震性，带来严重的安全隐患，将会影响电站的安全运行。 例2.2010年7月22日上午，贵州某化工厂车间工作人员发现变换工段管道有泄漏现象，随后组织公司安全检修人员到现场查看，并制定处理方案，之后不久，变换系统副线管道泄漏气体处突然发生空间爆炸，造成现场5人死亡、6人受伤，预计经济损失约500万元。 腐蚀带来的危害是多方面的，而大部分腐蚀是从渐变到突变，是“慢性病”，不易引起人们的重视，等积累到一定程度成为破坏性突发事故，才引起人们的关注。以上少数案例提醒我们腐蚀问题不容人们忽视。 2003年出版的《中国腐蚀调查报告》中指出：中国的腐蚀损失占GDP的5%（加上间接损失2001年约为5000亿人民币），2012年我国GDP为519,322亿人民币，以此计算腐蚀造成的损失25,966亿元
人民币。 据世界腐蚀组织（WCO）在《对于材料破坏和腐蚀控制世界必须进行知识传播与研究发展》的《白皮书》中指出：“在全世界，腐蚀对经济和环境的破坏方面（包括公路、桥梁、油气设施、建筑、水系统等）。目前，世界年腐蚀损失可达1.8万亿美元”，约合人民币11万亿元。 腐蚀给人类带来的损失是很大的，据有关资料统计，世界上每年因腐蚀而报废的金属材料和设备约相当于生产量的20%以上，在受力情况下钢结构被腐蚀后，若腐蚀1％，其强度下降10～15％。若双面腐蚀各达5％，其结构将报废。随着全球工业的发展，腐蚀的问题日趋严重。 二．Ni基合金的介绍 镍基耐蚀合金是重要的耐蚀材料，与一般不锈钢、其它耐蚀金属、非金属材料相比，它们在各种腐蚀环境（包括电化学腐蚀和化学腐蚀）中，具有耐各种形式腐蚀破坏（包括全面腐蚀、局部腐蚀以及应力腐蚀等）的能力，并且兼有很好的力学性能及加工性能，其综合耐蚀性能远比不锈钢和其它耐蚀金属材料优良，尤其适宜于现代工业技术下苛刻的介质环境，自1980年以来，镍基耐蚀合金的研究与应用范围正不断扩大。 镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合
铌对镍基合金耐腐蚀性能的影响 Gaylord D. Smith and Nathan C. Eisinger Special Metals Corporation 3200 Riverside Drive Huntington, WV 25705 摘要：在技术文献中，已经很好地证实了铌在提高镍基合金力学性能的作用。但是，对于它在镍基合金中提高耐腐蚀性的作用还没有较好的证明和了解。本论文回顾了关于含铌的镍基合金的耐腐蚀性的文献，给出了某些含有不同铌的镍基合金的腐蚀性能方面一些内部数据。主要的焦点将集中在铌对提高高温含硫环境下－如化学制药，石油化工，电力，和炼油厂－抗硫化性能提高的贡献。除了高温合金中添加铌，也研究了增加铌含量通过增加局部耐腐蚀性而提高耐水溶液腐蚀性。 为了有助于说明铌通过何种机制有效的提高耐腐蚀性，总结了文献研究中的关键问题。本文将报道两个趋向于解释铌的作用的两个重要原因。第一，曾假定铌降低了在氧化/硫化环境中形成保护膜如Cr2O3所需要的时间。第二，铌的添加会倾向于在外层的膜中形成一种块状的析出物，可以作为硫穿过膜缺陷向内扩散的障碍。 接下来给出了关于几种商用的含有显量铌的合金在典型工业环境中的腐蚀数据。这些应用包括在高温和水溶液腐蚀环境及废物回收和燃煤的锅炉的石油化工和化学制药。为了完成本论文，也讨论了铌在服役于水溶液的镍基合金中的作用和提高铌含量的合金的发展。 1 引言 铌被公认为是几种主要镍基锻造合金中关键的合金化元素。研究铌在某些合金和环境中能够和确实所起的提高耐腐蚀性的作用是本文的目的。为了清楚地说明是通过添加铌而获得的提高，选择了一种水溶液和高温无铌耐腐蚀合金,并且耐腐蚀性作为添加铌含量的函数而提高。较早文献研究认为铌改善高温硫化环境的耐腐蚀性，所以这成分本研究的焦点。高温下形成的膜显微组织研究有助于说明铌的作用。另外的文献表明铌会提高镍基合金的局部耐腐蚀性。为了研究添加铌对水溶液耐腐蚀性的影响，选用了商用Ni－Cr－Mo-W合金（Inconel622）并且确定了添加铌对两种恶劣环境中临界蚀损斑（CPT）和裂纹腐蚀温度（CCT）。除了实验室研究，也给出了商用中含铌的镍基合金数据来和实验研究相对应和补充。由于它们属于铌在镍基合金中的应用，以研究铌的相关性能作为开始似乎更合适。
哈氏合金是镍基合金的一种，目前主要分为B、C、G三个系列，它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合，在国外已广泛应用于石油、化工、环保等诸多领域。 哈氏合金(Hastelloy alloy) 一．目前主要分为B、C、G三个系列，它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合。 哈氏合金牌号 为改善哈氏合金的耐蚀性能和冷、热加工性能，哈氏合金先后进行了三次重大改进，其发展过程如下： B系列：B →B-2(00Ni70Mo28) →B-3 C系列：C →C-276(00Cr16Mo16W4) →C-4(00Cr16Mo16) →C-22 (00Cr22Mo13W3) →C-2000(00Cr20Mo16) G系列：G →G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu）→G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu) 目前使用最广泛的是第二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。 二、典型哈氏合金化学成分 材料的化学成分 Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn P S W V Cu Nb+Ta N10665 (B-2) 基≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 N10276 (C-276) 基14.5~16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ 4.5 ≤0.035 N06007 (G-3) 基21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤1.5 1.5~2.5 ≤0.50 三、性能 哈氏合金的力学性能非常突出，它具有高强度、高韧性的特点，所以在机加工方面有一定的难度，而且其应变硬化倾向极强，当变形率达到15%时，约为18-8不锈钢的两倍。哈氏合金还存在中温敏化区，其敏化倾向随变形率的增加而增大。当温度较高时，哈氏合金易吸收有害元素使它的力学性能和耐腐蚀性能下降。