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不銹鋼管中最重要的合金元素——鎳的開發 

發布時間:2020-06-08

現在我們來看看不銹鋼管中的另一種重金屬,它應該是普通金屬的尾巴,但它的售價現在是不銹鋼元素中最貴的,主要分布在印度尼西亞和俄羅斯。中世紀時,薩克森礦工試圖從他們認為是銅礦石的紅棕色紅砷鎳礦中提取重金屬。因為他們沒有成功,他們覺得被山神愚弄了,山神當時叫鎳克爾,蔑視地叫紅砷鎳礦銅和鎳克爾。1751年,瑞典化學家和礦物學家克隆斯泰特發現了這種金屬,并將其命名為鎳。

鎳是一種堅韌的金屬,有很強的光澤。304不銹鋼無縫管其晶型為面心立方,熔點為1455。鎳類似于鐵,可以鍛造、軋制和拉制成不銹鋼絲。鎳的抗拉強度為400至700 牛頓/mm2.它具有抗水(包括海水)、堿、鹽和許多有機酸腐蝕的能力。它可以與許多元素形成合金,加工成圓柱形物體,我們稱之為“不銹鋼管”。這些優異的性能使鎳能夠與鐵競爭。不幸的是,鎳在自然界中遠不如鐵豐富。世界鎳年產量約為50萬噸,僅為不銹鋼管的0.101萬噸。鎳總產量的一半用于鋼鐵冶金中的合金元素。因此,鎳是不銹鋼管中最重要的合金元素之一。鎳可以提高低合金鋼的韌性和強度,提高高合金鋼的耐腐蝕性和熱穩定性。

近年來,鎳合金在工程技術中的重要性顯著增加。早在鎳變得如此著名之前,鐵鎳合金就已經被使用了,因為隕石是一種鎳含量為10%的合金。公元前二世紀,人類已經制造出銅鎳合金硬幣。黃銅是一種來自古代中國,的銅-鎳-鋅合金,相當于19世紀早期德國制造的鋅-白銅。鎳合金在不銹鋼管道工程技術中的應用已經很晚,還需要在更大范圍內推廣。鎳銅合金是一種材料,主要用于許多領域,因為它具有良好的熱變形和冷變形,高強度,特別是加熱時,仍然保持高強度,高耐磨性,很少隨溫度變化的大電阻和優異的耐腐蝕性。

銅和鎳可以液態和固態完全混合,形成一溫州不銹鋼管系列連續的固溶體。銅-鎳不銹鋼管的所有特性總是隨著不同的合金成分而變化,而一些特性可以達到最高或最低值。純鎳在353以下是鐵磁性的。居里溫度隨著銅含量的增加而降低。在20時,只有含鎳超過66的不銹鋼管具有鐵磁性。

如果在銅鎳不銹鋼管中不斷添加其他元素,其加工性能和使用性能將會大大提高。含30%至50%鎳的合金用作電阻合金。含50%以上鎳的合金能耐高溫和耐腐蝕。它通常被稱為蒙乃爾合金。這個名字最初只是用來指一種直接從加拿大礦石中提取的“天然”合金。

加入鉻后,鎳也能抗氧化和抗腐蝕。鎳鉻合金和鎳鉻鐵合金最適合作為導熱材料。不銹鋼管之所以被稱為超級合金,是因為其優異的強度特性不僅包含鉻、銅和鐵,還包含鎢、鈦和鋁。經熱處理后可彌散硬化,抗拉強度可達1000 牛頓/mm2,以上,在300 ~ 1000溫度范圍內具有較高的熱穩定性,是制造噴氣發動機工作輪葉片和導向葉片的最合適材料。除了純鎳之外,鎳合金還被用來制造電子管中的燈絲和柵極。其他鎳合金具有特殊的磁性或熱膨脹特性,用于特殊的珠應用。

鎳因其優異的性能,也是不銹鋼管表面處理技術中常用的涂層材料之一。鎳涂層主要通過電鍍產生。世界上大約20%的鎳生產用于電鍍。由于鎳被廣泛使用,它在所有常用的不銹鋼管中占據顯著位置。人們相信鎳的重要性在未來會繼續增加。


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