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镍在铸铁中有轻微的石墨化作用,可稳定珠光体和减少铁素体含量。因此铸铁中的镍有助于取得均匀而一体的结构和良好的性能。添加少量的镍(Ni0.1%-1.0%)会导致形成微细的珠光体,当含镍量较高时,会形成马氏体和奥氏体。微细而稳定的珠光体可使铸铁具有良好的加工性能和硬度。因此,加镍铸铁件可用来制造汽车制造业中的铸件。
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以镍为基加入其他元素组成的合金。1905年前后制出的含铜约30%的蒙乃尔(Monel)合金,是较早的镍合金。镍具有良好的力学、物理和化学性能,添加适宜的元素可提高它的抗氧化性、耐蚀性、高温强度和改善某些物理性能。镍合金可作为电子管用材料、精密合金(磁性合金、精密电阻合金、电热合金等)、镍基高温合金以及镍基耐蚀合金和形状记忆合金等。在能源开发、化工、电子、航海、航空和航天等部门中,镍合金都有广泛用途。
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镍铁合金就是全部都是合金。镍铁主要成分为镍与铁,同时还含有Cr、Si、S、P、C等杂质元素。铬镍系不锈钢是消费镍的主要不锈钢品种,由于其优异的综合性能,得到广泛应用,占不锈钢总产量的60%~75%。不锈钢产量的增长将拉动镍金属消费量增长。随着金融危机影响的渐渐消退,镍价重回2万美元以上,镍铁合金对降低不锈钢冶炼成本的优势逐渐得到体现,镍铁在不锈钢原料中占据了重要的地位。
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Ni-Cr合金 也就是镍基耐热合金;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。
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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。
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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
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铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。其主要特点是:1.具有更宽的成分范围由于可不必兼顾其变形加工性能,合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。如对于镍基高温合金,可通过调整成分使γ’含量达60%或更高,从而在高达合金熔点85%的温度下,合金仍能保持优良性能。2.具有更广阔的应用领域由于铸造方法具有的特殊优点,可根据零件的使用需要,设计、制造出近终形或无余量的具有任意复杂结构和形状的高温合金铸件。
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【760℃800MPa级高温材料铸造高温合金】
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镍基形状记忆合金。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。