钢与镍及镍合金焊接，常见问题解答

　　热裂纹

　　钢与镍及其合金的焊缝中，产生热裂纹的主要原因是，N6纯镍带，由于高镍焊缝具有树枝状组织，在粗大晶粒的边缘上，集中了一些低熔点共晶体，可逆N6纯镍带，从而削弱了晶粒间的联系，降低了焊缝金属的抗裂能力。另外，焊缝金属的镍含量过高对焊缝金属产生热裂纹有重大的影响，在铁镍焊缝中，氧、硫、磷等杂质对焊缝热裂纹倾向也有很大的影响。

　　当采用无氧焊剂时，由于焊缝中氧、硫、磷等有害杂质质量的减少，特别是含氧量的下降，N6纯镍带多少钱，使裂纹量大为减小。因为熔池结晶时，氧和镍能形成Ni+NiO共晶体，共晶温度为1438℃，而且氧还能加强硫的有害作用。所以焊缝中含氧量较高时，热裂纹倾向较大。

　　Mn、Cr、Mo、Ti、Nb等合金元素，均能提高焊缝金属的抗裂性能。Mn、Cr、Mo、Ti、Nb均是变质剂，能细化焊缝组织，并能打乱其结晶方向。Al、Ti还是强烈的脱氧剂，能降低焊缝中氧的含量。Mn能与S形成难熔化合物MnS，从而减少硫的有害作用。

　　焊接接头的力学性能

　　铁镍焊接接头的力学性能与填充金属材料以及焊接参数有关。在焊接纯镍和低碳钢时，当焊缝中Ni当量低于30%，在焊缝快速冷却条件下，不可逆N6纯镍带，焊缝中会出现马氏体结构，使接头的塑性和韧性急剧下降。因此，为了使接头获取较好的塑性和韧性，铁镍焊缝中的Ni当量应大于30%。

　　镍合金

　　除纯镍外，化学加工业所用的镍合金强度大大高于300系不锈钢。镍合金还具有非常好的延展性和韧性(见表2所列的室温力学性能)。用于化工设备的大多数合金的许用应力见ASME锅炉和压力容器规范第Ⅷ卷。

　　镍合金是全奥氏体显微组织。化学工业使用的所有镍合金几乎都是固溶强化的。它们强度的提高来自于有效硬化元素如钼和钨的添加，而不是碳化物的形成。与奥氏体不锈钢一样，固溶镍合金不能通过热处理强化，而只能通过冷加工使其强化。

　　另一大类镍基合金可通过沉淀硬化热处理来强化。这类合金大多数专门用于超高强度用途，如深层油气生产和超高压工艺过程所使用的合金。

　　沉淀硬化镍基合金除了用于阀门和旋转机械部件外，在化工设备的应用有限。这类合金中包括燃气轮机、燃烧室以及航天用途所使用的耐热超级合金。

　　镍合金

　　镍合金的种类

　　镍-铬-铁合金600在镍基体中加入铬扩大了合金600在氧化性环境中的适用性。合金600尽管对无机酸的耐蚀性属于中等，但它对有机酸的耐蚀性却非常好，因此广泛用于脂肪酸的加工。合金600也广泛用于氢氧化物和碱性化学品的生产和储运。

　　对于兼有耐热和耐蚀要求的高温应用，合金600也是一种的材料。该合金在高温卤素环境下出色的使用性能使它成为有机氯化反应工艺的理想选材。合金600还表现出优异的、抗渗碳和抗渗氮等抗高温退化性能。

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