镍和镍合金耐腐蚀环境,尤其是各种工业过程的腐蚀性环境,这些环境对不锈钢或超级不锈钢来说太苛刻了。镍本身是一种非常多功能的耐腐蚀材料。同时,镍作为一种合金元素在相当广泛的成分范围内与其他金属元素在冶金上相容。它可以组合成许多二元、三元合金和其他复杂的合金体系。镍基合金具有独特的耐腐蚀和耐高温腐蚀性能,可解决当今化工、石化、船舶、造纸、农用化学品、石油和天然气、能源转换和工业环境中的许多其他腐蚀问题。本文将讨论镍和一些镍基合金在水溶液中的耐腐蚀性能。
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镍合金可分为单组分合金(纯镍)、二元合金、三元合金和其他特殊用途合金,如表 1 所示。
合金 | 主要牌号 |
镍 | 工业纯镍, 200, 201 |
Ni-Cu 合金 | 400、K-500 |
Ni-Mo 合金 | B、B-2、B-3 |
Ni-Si Alloy | 锻造镍硅合金 |
Ni-Fe 合金 | Invar、Pernifer、Hymu80 |
Ni-Cr-Fe 合金 | 600、601、800、800H、690、602CA、45TM |
Ni-Cr-Fe-Mo-Cu 合金 | 28、825、G、G-3、G-30、31、33、6Mo |
Ni-Cr-Mo 合金 | 625、C-276、C-4、C-22、686、C-2000、C-59 |
超级合金 | 602CA、603GT、2100GT、230、其他 |
有两种基本的镍合金,商业纯合金 200(或镍 200)和低碳系列合金 201(镍 201)。这两种镍合金在中低温下对稀的非氧化性无机酸如 HCl、H2 SO4、H3 PO4 表现出良好的耐腐蚀性,化学成分如下表 2 所示。如此良好的耐腐蚀性的原因是:镍的标准还原电位比铁更正,但比铜的负电位小。由于镍表现出高析氢量超过电位,因此镍很难从一般非氧化性酸中分解氢气。只有氧气的供应才能加速腐蚀。
合金 | 镍 | 铜 | 铁 | 锰 | C | 四 | S |
200 | ≥99 | 0.25 | 0.4 | 0.35 | 0.15 | 0.35 | 0.01 |
201 | ≥99 | 0.25 | 0.4 | 0.35 | 0.02 | 0.35 | 0.01 |
在化学加工和其他工业加工中,局部腐蚀可能比任何其他类型的腐蚀产生更多的问题。在镍合金中,铬、钼、氮和次级钨都是可以提高镍基合金的耐点蚀和缝隙腐蚀的合金元素。
镍和镍合金具有良好的一般耐腐蚀性,但不同的镍基合金适用于不同的腐蚀环境。在选择材料时,需要仔细分析化工设备的工作条件、设备的投资、材料的可加工性和热稳定性。镍和镍合金作为化工设备的新型材料,已经在许多化工厂得到应用,并取得了巨大的经济效益。我们相信,凭借这种势头,镍和镍合金将在国民经济的各个领域得到越来越广泛的应用。
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