Nimonic 75 镍基合金化学成分及概述
镍基合金
发展历史
镍基高温合金(以下简称镍基合金)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。源自成分和性能
镍基高温合金中应用最为广泛。 主要原因在于： 一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较 好的组织稳定性； 二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ[Ni3(Al， Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁 基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度； 三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧 化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其 中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强 化作用。；
主要应用
在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的 抗氧化腐蚀能力，由于足够高的高温强度与抗 氧化腐蚀能力，所以常用于制造航空发动机叶 片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备上 的高温零部件。 具有优良的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到 980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并 且耐盐雾气氛下的应力腐蚀。可广泛用于制造 航空发动机零部件、宇航结构部件、化工设备 和接触海水并承受高机械应力的场合。
镍基合金冶炼及应用
合金元素选择
根据性能要求选择合适的合金元素 ，如铬、铁、钴等。
添加方式
选择合适的添加方式，如直接加入 、中间合金法等。
03
02
添加量计算
根据合金成分要求和原料成分计算 各合金元素的添加量。
元素均匀性
确保合金元素在熔体中分布均匀， 防止偏析和夹杂。
04
冶炼过程中的质量控制
原料质量
确保原料质量稳定、合格，符合标准要求。
在石油开采中，镍基合金用于制造油井管、 采油设备和钻头等，以提高开采效率和延长 设备使用寿命。
在化工生产中，镍基合金用于制造 各种耐腐蚀的容器、塔器、换热器 等设备，确保生产的稳定性和安全 性。
在核能领域的应用
01
02
03
镍基合金因其良好的高温性能和耐腐 蚀性能，在核能领域广泛应用于制造 反应堆压力容器、核燃料元件包壳和 核蒸汽发生器等关键部件。
3D打印技术
3D打印技术为镍基合金的制备提供了新的可能性，通过精密的打印工艺，可以 实现复杂形状和结构的镍基合金零件的快速制造，提高生产效率和降低成本。
提高镍基合金性能的方法与途径
合金化
通过添加适量的合金元素，如铬、铝、钛等，可以改变镍基合金的相组成和组织结构，从而提高其力 学性能、耐腐蚀性能和高温性能等。
对未来发展的展望
加强技术创新和研发，提高 镍基合金冶炼技术水平和产 品质量。
加强国际合作和交流，引进 先进技术和管理经验，提升 国际竞争力。
推动产业升级和转型，实现 绿色生产，提高产业附加值 。
拓展应用领域，满足更多行 业的需求，为国家经济发展 做出更大的贡献。
THANK YOU
应用领域广泛
镍基合金在航空航天、石油化工 、能源等领域具有广泛的应用前 景，随着技术的不断进步和市场 需求的增加，其应用领域还将进 一步拓展。
镍基合金简介
耐蚀性能
耐晶间界腐蚀性
试验方法：ASTM G28 方法A
试验条件：时间24小时
耐酸腐蚀性能
试液
温度 (℃)
80 H2SO4
沸腾
80 HCl
沸腾
浓度 (%)
5 10 20 40 60 80 5 10 20 40 0.1 1.0 2.0 3.0 0.1 1.0 2.0 3.0
腐蚀速度(g/m²･hr) NAS NAS NAS SUS NW276 254N 329J3L 316L 0.02 0.02 0.00 1.10 0.03 0.02 0.14 2.92 0.04 1.16 3.33 20.1 0.06 1.78 250.5 291.3 0.08 1.86 263.1 72.0 0.03 2.82 90.4 11.1 0.10 1.43 0.61 5.45 0.16 2.49 3.30 18.0 0.33 6.18 76.2 108.7 1.44 21.0 271.7 297.8 0.00 0.00 0.00 0.01 0.02 0.00 0.01 2.45 0.03 3.15 19.0 6.66 0.33 12.8 51.5 13.6 0.00 0.00 0.00 0.01 0.23 0.13 4.82 6.32 0.91 27.8 56.7 33.6 1.64 54.2 145.2 69.1
酸的种类 试验温度(℃) 浓度(wt%)
耐腐蚀性
5
10
Monel400合金在氟气、盐酸、硫酸、
80
20 40
氢氟酸以及它们的派生物中有极优秀的耐
硫酸
60 80
蚀性。同时在海水中比铜基合金更具耐蚀 性。
5
沸腾
10 20
40
镍基合金是什么？
镍基合金是什么？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:镍基合金的代表材料有1incoloy合金如incoloy800主要成分为;32ni-21cr-tial;属于耐热合金;2inconel合金如inconel600主要成分是;73ni-15cr-tial;属于耐热合金;3hastelloy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;4monel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;主要合金元素主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。
其中crai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。
在650~1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力由于足够高的高温强度与抗氧化腐蚀能力所以常用于制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备上的高温零部件。
发展历史镍基高温合金(以下简称镍基合金)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nimonic75(ni-20cr-0.4ti);为了提高蠕变强度又添加铝研制出nimonic80(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。
镍基合金
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。
镍基高温合金
少，提高了组织长期稳定性等。这类合金已在美国获得
实际应用。
• 应用 镍基铸造高温合金用于飞机、船舶、工业和车
辆用燃气轮机的最关键的高温部件，如涡轮机叶片、
导向叶片和整体涡轮等。
四、生产工艺
• 冶炼方面：为了获得更纯净化的钢水，减 低气体含量与有害元素含量；同时由于部分合 金中有易氧化元素如Al，Ti等存在，非真空方 式冶炼难以控制；更是为了获得更好的热塑性， 镍基耐热合金，通常采用真空感应炉熔炼，甚 至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔 方式进行生产。
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。
二、分类
• 高温合金材料按制造工艺，可分为变形高温合金、铸
造高温合金、粉末冶金高温合金和发散冷却高温合金。
• 以镍为主要基体成分的变形高温合金。镍基变形高温 合金以汉语拼音字母“GH” 加序号表示，如GH36、
GH49、GH141等。它可采用常规的锻、轧和挤压等
冷、热变形手段加工成材。 • 按强化方式可分为固溶强化镍基变形高温合金，弱时
效强化镍基变形高温合金和强时效强化镍基变形高温
合金3类。
• 用途：镍基变形高温合金广泛地用来制造航空喷气发
工艺，如钢锭直接轧制、钢锭包套直接轧制和包套镦饼等
新工艺。也采用加镁微合金化和弯曲晶界热处理工艺来提 高塑性。
镍基铸造高温合金 （cast nickel - base superalloy ）
• 以镍为主要成分的铸造高温合金，以“K”加序号表示，
如K1、K2等。 • 随着使用温度和强度的提高，高温合金的合金化程度 越来越高，热加工成形越来越困难，必须采用铸造工 艺进行生产。另外，采用冷却技术的空心叶片的内部 复杂型腔，只能采用精密铸造工艺才能生产。这样， 镍基变形高温合金就转化为镍基铸造高温合金。
镍基合金
镍基合金按性能的分类
精密合金
包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热 合金等。最常用的软磁合金是含镍80%左右的玻莫 合金，其最大磁导率和起始磁导率高，矫顽力低， 是电子工业中重要的铁芯材料。 镍基精密电阻合金的主要合金元素是铬、铝、铜， 这种合金具有较高的电阻率、较低的电阻率温度系 数和良好的耐蚀性，用于制作电阻器。 镍基电热合金是含铬20%的镍合金，具有良好的抗 氧化、抗腐蚀性能，可在1000～1100℃温度下长期 使用。
用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和
钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。 镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。
在此编辑标题
生产工艺
冶炼方面 热处理方面
变形方面
铜铸造方面
通常用真空感应炉熔炼 母合金保证成分与控制 气体与杂质含量，并用 真空重熔-精密铸造法 制成零件。
记忆合金
•含钛50（at)%的镍合金。其回复温度是70℃， 形状记忆效果好。少量改变镍钛成分比例，可 使回复温度在30～100℃范围内变化。多用于制 造航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业 用的自激励紧固件、生物医学上使用的人造心 脏马达等。
耐热合金
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；
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。
Nimonic75镍铬合金
Nimonic75镍铬合金
上海商虎153 - 162o -- 5886
铬合金具有比较高强度和抗腐蚀性，与铁和镍组成的合金俗称不锈钢。
常用于切削工具；用喷镀、沉积和高温扩散等方法在钢或铁的表面形成抗腐蚀合金层；重铬酸钾和重铬酸钠是有机合成和石油工业中的强氧化剂；铬黄、铬橙、铬绿等可用作无机颜料。
镍铬合金还可用于制实验室用电阻。
高电阻电热合金（高镍及铁铬铝）、高温合金、精密合金、耐热合金、特种合金、不锈钢等都是常见和常用的镍铬合金.
在长度，横截面积一定时，温度越低，镍铬合金的电阻越大，这与一般的规律是相反的。
镍铬合金在真空镀膜行业也应用较广，可以做成一定比例的合金靶材，作磁控溅射镀膜的原材料。
Nimonic75
英国牌号: Nimonic75镍基高温合金美国牌号: UNS N06075
德国牌号: 2.4951
化学成分介绍：
C(％): 0.12
Si(％): —
Mn(％): —
Cr(％): 19.5
Ni(％): 75
Mo(％): —
Co(％): —
W(％): —
Al(％): —
Cu(％): —
Ti(％): 0.4
Fe(％): 0.4
其他(％): —
应用：
含氯化物的有机化学流程工艺的部件,尤其是使用酸性氯化物催化剂的, 制造纸浆和造纸工业的蒸煮器和漂白池,
烟气脱硫中的吸收塔、再加热器、烟气进口挡板、风扇()、搅拌器导流板以及烟道等, 应用于酸性气体的设备和部件,---和乙酐反应发生器,硫酸冷凝器。
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Nimonic 75
化学成分：
C(％): 0.12
Si(％): —
Mn(％): —
Cr(％): 19.5
Ni(％): 75
Mo(％): —
Co(％): —
W(％): —
Al(％): —
Cu(％): —
Ti(％): 0.4
Fe(％): 0.4
其他(％): —
①镍是主要的成分之一，能提高钢的强度和韧性，提高淬透性．含量高时，可显著改变钢和合金的一些物理性能，提高钢的抗腐蚀能力．②铬也是主要的成分之一，能提高钢的淬透性和耐磨性，能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用．
③铜作为辅助合金之一，它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能，特别是和磷配合使用时更为明显。
蒙乃尔系统实质就是镍
铜合金。
④钼作为辅助合金之一可明显的提高钢的淬透性和热强性，防止回火脆性，提高剩磁和娇顽力．哈氏合金实质就是镍钼合金。
热处理方式和特点：
①固溶强化是金属强化的一种重要形式，通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象。
在溶质含量适当时，可显著提高材料的强度和硬度，而塑性和韧性没有明显降低，这是其最大的特点。
②时效强化分人工时效和自然时效。
自然时效强化是在室温放置过程中使合金产生强化；而人工时效强化是在低温加热过程中使合金产生强化。
两者都是以固溶强化为前提，都是为了提高合金强度。
③沉淀强化以时效强化为前提，目的是强化合金。
加入钴、钨、钼等元素，使合金获得很高的屈服强度。
④晶界强化的出现时因为在高温下，合金的晶界是薄弱环节，加入微量的硼、锆和稀土元素可改善晶界强度。
⑤退火：退火态为出炉基础状态。
实质是将高速钢从奥氏体向珠光体转化。
作用是降低高速钢表面硬度，提高塑性，以利于切削等冷变形加工；使钢的成分均匀，改善性能，为进一步热处理做准备；消除应力，以防止变形或开裂。
规格范围：
板材：厚壁规格（min-max）：Φ0.1mm-Φ200.0mm
丝材：Φ0.1mm-Φ3.0mm
直条或卷条：Φ2.0mm–Φ300.0mm
我公司材料之多不能一一列出，以上部分供参考。
上海商虎。
TEI：①⑤③①⑥②0⑤⑧⑧⑥。