镍基合金简介
镍基合金硬度
镍基合金硬度
镍基合金是一种具有非常高耐腐蚀性、高强度和高温度稳定性的合金。
由于其优异的性能，它被广泛用于航空、航天、石油、化工和能源等领域。
而其中一项重要的性能指标就是硬度。
镍基合金的硬度受到多种因素的影响，其中最主要的是其化学成分和热处理工艺。
镍基合金中添加的元素种类和含量会对其晶体结构和化学性质产生影响，从而影响其硬度。
此外，热处理工艺也会改变镍基合金的晶体结构和组织状态，进而影响其硬度。
一般来说，镍基合金的硬度通常在HV200-300之间。
但是，不同种类的镍基合金也会有不同的硬度范围。
例如，IN718合金的硬度在HV300左右，而Hastelloy X合金的硬度则可达到HV350-400。
在工程应用中，镍基合金的硬度对于其性能和寿命具有非常重要的影响。
较高的硬度能够提高其耐磨性和抗疲劳性能，从而延长其使用寿命。
因此，在镍基合金的制备和应用中，需要对其硬度进行充分研究和控制，以确保其优异的性能和寿命。
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镍基合金(哈氏合金、因考尔合金、蒙乃尔合金)化学成分和机械性能
1 / 142 / 143 / 144 / 145 / 146 / 147 / 148 / 14蒙乃尔400蒙乃尔400合金的组织为高强度的单相固溶体，它是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。
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、有机化合物等的腐蚀。
该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。
耐蚀性能该合金在氟气、盐酸、硫酸、氢氟酸以与它们的派生物中有极优秀的耐蚀性。
同时在海水中比铜基合金更具耐蚀性。
酸介质：M400在浓度小于85%的硫酸中都是耐蚀的。
M400是可耐氢氟酸中为数极少的重要材料之一。
水腐蚀：M400合金在多数水腐蚀情况下，不仅耐蚀性极佳，而且孔蚀、应力腐蚀等也很少发现，腐蚀速度小于0.025高温腐蚀：M400在空气中连续工作的最高温度一般在600℃左右，在高温蒸汽中，腐蚀速度小于0.026。
氨：由于蒙乃尔400合金镍含量高，故可耐585℃以下无水氨和氨化条件下的腐蚀。
9 / 14产品应用动力工厂中的无缝输水管、蒸汽管海水交换器和蒸发器硫酸和盐酸环境原油蒸馏在海水使用设备的泵轴和螺旋桨核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备制造生产盐酸设备使用的泵和阀蒙乃尔 K500蒙乃尔K500合金除具有高强度、耐腐蚀、无磁性等优异的机械性能外，还具有蒙乃尔400同样的耐蚀性。
能作为泵轴材料，适用于较恶劣的高硫、高蜡油层的地质开采条件下工作。
由于该合金没有塑-脆转变温度，所以非常适用于各种低温设备。
此合金主要用于泵轴和阀杆、输送器刮刀、油井钻环、弹性部件、阀垫等。
适用于石油、化工、造船、制药、电子部门。
化学成分该合金的化学成分大体与蒙乃尔400相同，最大的差别是含有2.3-3.15%的和0.30-1.00%的，此合金的组织特点除有弥散的3（）沉淀相析出外，其他与蒙乃尔400相同。
10 / 14耐蚀性能一般固溶态的蒙乃尔K500耐蚀性与蒙乃尔400合金基本相同，因此，有关蒙乃尔400的耐蚀性数据完全可以适用于蒙乃尔K500合金。
镍基合金
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。
热处理方面：变形合金和部分铸造合金需进行热处理，包括固溶处理、中间处理和时效处理，以Udmet 500 合金为例，它的热处理制度分为四段：固溶处理，1175℃，2小时，空冷；中间处理，1080℃，4小时，空冷；一 次时效处理，843℃，24小时，空冷；二次时效处理，760℃，16小时，空冷。以获得所要求的组织状态和良好的 综合性能。
精密合金
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。
商用市场
一、竞争格局
国际镍业研究组织（INSG）预期2011年全球镍消费量将由2010年的143万吨升至153万吨。INSG对2010年和 2011年的产量预期不包括可能影响产量的调整因素。2009年镍市场过剩量约为11万吨，全球产量为135万吨，消 费量为124万吨。
二、驱动力
国内镍合金市场需求迅速增加，发展前景良好，而目前国内镍合金带材加工行业处于老产业和新产业更替阶 段，市场机遇良好。国内镍合金加工水平整体落后，体现在工艺技术、产品规格、产品质量、生产规模等方面， 国家急需的电子电工行业镍合金带材、工业建设镍合金板材等。
镍基合金材料标准
镍基合金材料标准镍基合金是一种重要的高温合金材料，具有优良的耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优异性能，在航空航天、能源、化工等领域有着广泛的应用。
为了规范镍基合金材料的生产和应用，制定了一系列的标准，本文将围绕镍基合金材料的标准内容进行详细介绍。
一、镍基合金材料的标准范围镍基合金材料标准主要包括材料组织、化学成分、力学性能、热处理制度、表面质量、尺寸允许偏差、特殊要求等内容。
这些标准的制定，旨在保证镍基合金材料的质量，确保其在高温、腐蚀等恶劣环境下的稳定性和可靠性。
二、镍基合金材料的化学成分标准镍基合金材料的化学成分标准是指镍基合金材料中各元素的含量范围和允许的偏差。
通常包括镍、铬、钼、钛、铌、铝、铜、铁等元素的含量要求。
化学成分的合理控制是确保镍基合金材料耐高温、抗氧化性能的关键，也是镍基合金材料标准中最为重要的内容之一。
三、镍基合金材料的材料组织标准镍基合金材料的组织特点和性能密切相关，标准中会规定镍基合金材料的晶粒度、相结构、性能分布等要求。
这些要求可以有效评估材料的抗疲劳、耐蠕变、抗裂纹扩展等性能，为材料的使用提供依据。
四、镍基合金材料的力学性能标准力学性能标准是指在一定温度和应变率下，镍基合金材料的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率、冲击韧性等力学性能要求。
这些性能是评价材料强度和韧性的重要指标，也是镍基合金材料标准中不可或缺的部分。
五、镍基合金材料的热处理制度标准镍基合金材料的热处理制度标准包括了材料的退火、固溶处理、时效处理等热处理工艺要求。
通过合理的热处理工艺，可以改善镍基合金材料的组织结构，提高其性能，延长其使用寿命。
六、镍基合金材料的表面质量标准表面质量标准包括了镍基合金材料的表面平整度、光洁度、氧化皮和锈蚀等情况的要求。
良好的表面质量可以保证材料在使用过程中的稳定性，减少氧化和腐蚀的发生。
七、镍基合金材料的尺寸允许偏差标准尺寸允许偏差标准规定了镍基合金材料的外径、壁厚、长度等尺寸精度的要求。
镍基合金简介
耐蚀性能
抗应力腐蚀开裂性能
合金
NAS NW276 NAS 254N NAS 329J3L SUS 316L
20% (108) ○ ○ ○ ○
MgCl2浓度(下段为沸点℃)
25% (110) 30% (115) 35% (126) 38% (134)
○
○
○
○
○
○
○
○
○
×
×
×
×
×
×
×
42% (142) ○ ○ × ×
沸腾50%H2SO4-Fe2(SO4)3水溶液
试验条件：试验时间24小时 腐蚀速度单位：
可由g/m²・h换算成mm/y mm/y = g/m2・h × 8.76/d (d为密度) [d]：NAS NW276：8.90g/cm³, NAS 254N：8.06g/cm³, NAS 329J3L：7.80g/cm³, SUS 316L：7.98g/cm³
物理性能
密度（g/cm³） 比热(J/kg･K)
电阻率(μΩ･cm) 热传导率(W/m･K)
热扩散率(m²/s)
平均热膨胀系数(10-6/℃)
Байду номын сангаас 机械性能
区分 标准 HR 14mmt CR 12mmt CR 2mmt
纵向弹性模量(MPa) 刚性模量(MPa) 强磁性 熔点(℃)
YS(N/mm2) ≧ 283 372 319 366
用途
C276合金在化工和石化领域得到了广泛的应用，如应用在接触含氯化物有机物的元件和催化系 统中。这种材料尤其适合在高温、混有杂质的无机酸和有机酸（如甲酸和乙酸）、海水腐蚀环境中 使用。 （1）.纸浆和造纸工业，如煮解和漂白容器 （2）.FGD 系统中的洗涤塔、再加热器、湿汽风扇等 （3）.在酸性气体环境中作业的设备和元件 （4）.乙酸和酸性产品的反应器 （5）.硫酸冷凝器 （6）.亚甲二苯异氰酸盐（MDI） （7）.不纯磷酸的生产和加工 （8）.其它：热交换器、离心分离机、干燥机、反应槽、制盐成套设备、排烟脱硫装置等
镍基合金
Cr在Ni在中的溶解度 Al是镍基合金中相的主要形 在显微组织正常的镍基 较高，且随着温度的 成元素，通过γ’相在合金中 高温合金中，主要是γ 升高溶解度增大。在 的弥散分布，从而强化镍基 相和γ’相，还有几种相 镍基高温合金中的作 合金。而γ’相也可以溶入更 是在合金的服役过程中 用主要是提高合金的 多的合金元素，如Ta、Cr、 析出的。γ相是通常含 抗氧化和抗腐烛能力， Mo、W等，从而强化和稳 有较大数量固溶元素 在高温环境中，可在 定γ’相。在高温环境条件下，(如Co、Cr、Mo和W) 合金表面形成氧化膜， Al可在镍基合金表面形成氧 的连续分布的面心立方 氧化膜可以阻碍合金 化膜，提高合金的抗氧化和 结构的镍基奥氏体相。 进一步被氧化和被腐 抗腐烛性能。 蚀。
可以看出，经不同温度高温氧化100h后， 合金的氧化动力学曲线的特征基本相同， 在氧化初期，合金氧化增重较快，随着氧 化时间的延长，合金氧化增重的幅度相对 减小，且随氧化时间的不断延长这种趋势 趋于更加明显。镍基合金经850°C高温氧 化100h后的动力学曲线，如图2.1中曲线a所 示，合金氧化14h后，合金的氧化增重为 0.841mg/cm2，合金氧化100h后，其氧化增 重为1.2996mg/cm2，可以计算得出合金在850℃高温氧化100h的平均氧化速率 为0.012996mg/(cm2· h)。900°C时合金高温氧化100h后的动力学曲线，如图 2.1中b曲线所示，可以看出，合金氧化14h后的氧化增重为0.9556mg/cm2，合 金氧化后100h，其氧化增重为1.43mg/cm2，可以计算得出合金在900℃高温氧 化的平均氧化速率为0.0143mg/(cm2· h)。合金在950℃高温氧化100h后的动力 学曲线，如图2.1中曲线c所示，合金氧化14h后，合金的氧化增重为 1.3264mg/cm2，合金氧化100h后，其氧化增重为2.38mg/cm2, 可以计算得出合 金在900℃高温氧化100h平均氧化速率为0.0238mg/(cm2· h)在850℃~950℃恒温 氧化期间，合金表面氧化物膜无明显剥落。
镍基合金种类
镍基合金种类镍基合金是指镍为主要合金元素的合金材料。
由于镍具有优异的耐腐蚀性、高温强度和良好的可焊性等特点，镍基合金在航空航天、化工、能源等领域得到广泛应用。
下面将介绍几种常见的镍基合金。
1. 铸造镍基合金铸造镍基合金是一种常见的镍基合金种类，常用于制造航空发动机的叶片、燃烧室等部件。
铸造镍基合金具有良好的高温强度、耐腐蚀性和疲劳性能，能够在高温下长时间工作。
2. 变质镍基合金变质镍基合金是一种具有良好高温强度和耐腐蚀性的材料，常用于制造燃气轮机叶片、燃烧室等部件。
变质镍基合金通过合金元素的加入和热处理等工艺，使其在高温下具有更好的性能。
3. 粉末冶金镍基合金粉末冶金镍基合金是一种通过粉末冶金工艺制备的镍基合金材料。
该种合金具有高温强度、耐腐蚀性和耐磨性等特点，常用于制造高温热交换器、船舶排气阀等部件。
4. 高温合金高温合金是一种镍基合金，具有良好的高温强度和耐腐蚀性能。
高温合金广泛应用于航空发动机、燃气轮机、核电站等高温环境下的部件制造。
5. 高强度镍基合金高强度镍基合金是一种具有良好高温强度和耐腐蚀性的材料，常用于制造航空航天等高强度要求的部件。
高强度镍基合金通过合金元素的控制和加工工艺的优化，使其具有较高的强度和韧性。
总结镍基合金种类繁多，每种合金都具有不同的特性和应用领域。
铸造镍基合金、变质镍基合金、粉末冶金镍基合金、高温合金和高强度镍基合金都是常见的镍基合金。
它们在航空航天、化工、能源等领域发挥着重要作用，为各行各业提供了可靠的材料基础。
随着科技的不断进步，镍基合金将不断得到改进和应用，为人类创造更多的可能性。
镍基时效高温合金GH4099
GH4099(GH99)镍基合金成分
C
Cr
Ni
W
Mo
Al
Co
Ti
≤0.08
17.00～20.0
余量
5.00～7.00 3.50～4.50 1.70～2.40 5.00～8.00 1.00～1.50
Fe
B
Mg
Ce
Mn
Si
P
S
≤2.00
≤0.005
≤0.010
≤0.020
≤0.40
≤0.50
≤0.015
• b热轧棒，制度Ⅰ：（1080~1120）℃*1h/AC（保温1小时空冷）； • 制度Ⅱ：1090℃±10℃*2h/AC +900℃±10℃*5h/AC； • 制度Ⅲ：1000℃±15℃*4h/AC +700℃±10℃*16h/AC； • c 大规格锻棒，1130℃±10℃*（30~40）min/AC +900℃±10℃*4h/AC • D 焊丝，固溶处理（1100~1140）℃/AC
GH4099(GH99)镍基合金牌号
GH4099 GH99 ЭП693 ХН68МВКТЮР
GH4099(GH99)镍基合金标准
GB/T 14992 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号 GJB 1952A航空用高温合金冷轧薄板规范 HB5332 GH99合金冷轧薄板 HB 5333 航空用HGH99合金焊丝技术条件 HB/Z140 航空用高温合金热处理工艺 QJ/DT 0160018航空发动机用GH99合金热轧棒材技术条件 QJ/DT 0160020航空发动机用GH99合金热轧棒材技术条件 QJ/DT 0160021地面燃机用大规格GH99合金棒材技术条件
镍基时效高温合金GH4099 高温承力焊接结构件
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材料牌号&标准
美标
欧标
日标
UNS N04400
2.4360
NW 4400
化学成分
C
Si
Mn
S
Ni
Cu
Fe
Min
―
―
―
―
63.0
28.0
―
Max
0.3
0.5
2.0
0.024
―
34.0
2.5
物理性能
比热(J/kg･K)
20℃
电阻率(μΩ･cm)
热传导率(W/m･K)
平均热膨胀系数(10-6/℃)
Green death溶液
> 120℃ 80℃ 45℃ 25℃
临界点腐蚀温度(CCT)
合金
NAS NW276 NAS 254N NAS 329J3L SUS 316L
6%FeCl3 + 1%HCl 水溶液
(ASTM G48 方法D) 100℃ 40℃ 25℃ < 0℃
Green death溶液
110℃ 45℃ 30℃ < 0℃
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
合金简介
Monel 400 Alloy是为由Ni和Cu组成的合金，兼具Cu的贵金属性和Ni的钝化性能，具有良好的耐
腐蚀性。因此，广泛应用于海水淡化装置、热交换器、海洋结构物表层材料等。
材料特性
（1）Monel400是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。 （2）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、有机化合物等的腐蚀。 （3）该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。
物理性能
密度（g/cm³） 比热(J/kg･K)
电阻率(μΩ･cm) 热传导率(W/m･K)
热扩散率(m²/s)
平均热膨胀系数(10-6/℃)
机械性能
区分 标准 HR 14mmt CR 12mmt CR 2mmt
纵向弹性模量(MPa) 刚性模量(MPa) 强磁性 熔点(℃)
YS(N/mm2) ≧ 283 372 319 366
120
5
高温持久强度试验
HRC
持久强度 Time
EL
（Ksi） （Hr） （%）
36
-
-
-
-
95
23
4
-
100
热加工性能
Inconel718合金合适的热加工温度为1120-900℃，冷却方式可以是水淬或其他快速冷却 方式，热加工后应及时退火以保证得到最佳的性能。热加工时材料应加热到加工温度的上限， 为了保证加工时的塑性，变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。
镍基 耐热合金
镍基 耐磨合金
镍基 耐蚀合金
镍基 精密合金
镍基 形状记忆合金
合金简介
Hastelloy C-276 Alloy是为Ni-Cr-Mo合金，在氧化性、还原性环境下均具有极佳的耐腐蚀性。 此合金通过减少C、Si含量，控制受热部的温度等抑制热影响区碳化物析出，提高了耐腐蚀性。基 于这一特性，广泛应用于化工成套设备等恶劣环境。
EL(%) ≧ 40
71 76 61
HRB ≦ (100)
83 83 86
耐蚀性能
耐点4N NAS 329J3L SUS 316L 抗缝隙腐蚀性能
临界点腐蚀温度(CPT)
6%FeCl3 + 1%HCl 水溶液 (ASTM G48 方法C)
> 120℃ 80℃ 50℃ 10℃
盐酸
3 0.1
为数极少的重要材料之一。
沸腾
1 2
水腐蚀：Monel400合金在多数水腐蚀情况
3
0.1
下，不仅耐蚀性极佳，而且孔蚀、应力腐
氢氟酸
80
1 2
蚀等也很少发现，腐蚀速度小于
3
20
0.025mm/a。
硝酸
沸腾
40
60
高温腐蚀：Monel400在空气中连续工作的
磷酸
沸腾
最高温度一般在600℃左右，在高温蒸汽
用途
C276合金在化工和石化领域得到了广泛的应用，如应用在接触含氯化物有机物的元件和催化系 统中。这种材料尤其适合在高温、混有杂质的无机酸和有机酸（如甲酸和乙酸）、海水腐蚀环境中 使用。 （1）.纸浆和造纸工业，如煮解和漂白容器 （2）.FGD 系统中的洗涤塔、再加热器、湿汽风扇等 （3）.在酸性气体环境中作业的设备和元件 （4）.乙酸和酸性产品的反应器 （5）.硫酸冷凝器 （6）.亚甲二苯异氰酸盐（MDI） （7）.不纯磷酸的生产和加工 （8）.其它：热交换器、离心分离机、干燥机、反应槽、制盐成套设备、排烟脱硫装置等
SUS 316L (UNS S31603)
1.67 4.69 71.9 765 704 33.7 8.19 24.6 179 3129 0.02 2.73 6.75 14.9 0.01 8.86 27.5 76.6 0.50 14.5 35.4 54.1 0.02 0.05 0.17 0.04 0.25 0.56 25.0 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01
20–100℃ 20–200℃ 20–300℃ 20–400℃ 20–500℃
TS(N/mm2) ≧ 690 763 738 785
8.90 436 130.0 10.8 2.8 x 10-6 12.2 12.5 12.9 13.2 13.6 21.1 x 104 80.8 x 104 无 1325-1369
随着科技的不断进步，不锈钢的应用越来与广泛。但是在某些特殊领域（比如海洋、环保、能源、石油 化工、食品等），普通不锈钢304已经无法胜任的。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，而镍基合金就是其中的代表性钢种之一。按照主要性能，镍基合金又可以分为：
试验方法：
1) ASTM G48 方法C：试验时间72小时
2) ASTM G48 方法D：试验时间72小时，使用多齿夹子形成缝隙
3) Green death 溶液浸泡：试验时间24小时，试验溶液 7%H2SO4 + 3%HCl + 1%FeCl3 + 1%CuCl2，缝隙腐蚀试验使用多 齿夹子形成缝隙
材料牌号&标准
NAS规格 NAS NW276
美标 UNS N10276
欧标 2.4819
日标 NW 0276
化学成分
C
Si Mn P
S Cr Mo Fe Co W V
Min ― ― ― ― ― 14.5 15.0 4.0 ― 3.0 ―
Max 0.010 0.08 1.0 0.04 0.03 16.5 17.0 7.0 2.5 4.5 0.35
焊接性
可任意选择TIG焊接、MIG焊接、手工电弧焊和电阻焊。TIG、MIG焊条推荐使用YNiCu-7。
热处理
在700～900℃温度条件下进行热处理，冷却最好采用快速空冷。
用途
Monel400合金是一种多用途的材料，在许多工业领域都能应用： （1）.动力工厂中的无缝输水管、蒸汽管 （2）.海水交换器和蒸发器 （3）.硫酸和盐酸环境 （4）.原油蒸馏 （5）. 海洋结构物表层及海水淡化设备 （6）.制盐装置 （7）.在海水使用设备的泵轴和螺旋桨 （8）.核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备 （9）.制造生产盐酸设备使用的泵和阀
物理性能
密度（g/cm3） 比热(J/kg･K)
居里温度（℃ 铁磁转变温度）
熔点(℃)
机械性能
固溶态 退火+时效
8.2 435 <-196 -112 1260-1336
性能
YS
TS
EL
（Ksi） （ksi） （%）
室温
180
150
12
<0.025-in 140
115
-
1200℉
>0.025-in 145
20 40 60 80
中，腐蚀速度小于0.026mm/a。
20 40
氨： 由于Monel400合金镍含量高，故可
醋酸
沸腾
60 80
耐585℃以下无水氨和氨化条件下的腐蚀。
99.7