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镍元素在不锈钢水管中的作用

镍的性质镍是一种银白色的铁磁性金属。密度8.9克/厘米3,熔点1455℃。古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁作器物。可以说,镍是既“古老”又“年轻”的金属。镍具有磁性,是许多磁性材料的主要组成成分。镍还具有良好的抗氧化性,在空气中,镍表面形成NiO薄膜,可阻止进一步氧化。实验证明:纯度为99%的镍,20年内不会发生锈痕。镍的抗腐蚀能力很强,尤其是对苛性碱的抗蚀能力强,在50%的沸腾苛性钠溶液中镍每年的腐蚀速度不超过25微米。镍的强度和塑性也很好,可承受各种压力加工。镍是奥氏体不锈钢水管中的主要合金元素,其主要作用是一百万并稳定奥氏体,使钢获得完全奥氏体组织,从而使钢具有良好的强度和塑性,韧性的配合,并具有优良的冷,热加工性和冷形成性以及焊接,低温与无磁等性能,同时提高奥氏体不锈钢的热力学稳定性,使之不仅比相同铬,钼含量的铁素体,马氏体等类不锈钢肯有更好的不锈性和耐氧化性介质的性能,而且于表面膜稳定性的提高,从而使钢还具有更加优异的耐一些还原性介质的性能。
  镍是强烈一百万并稳定奥氏体且扩大奥氏体相区的元素,为了获得单一的奥氏体组织,当钢中含有0.1%碳和18%铬时所需的最低镍含量约为8%,这便是最著名18-8铬镍奥氏体不锈钢的基本分,奥氏体不锈钢中,随着镍含量的增加,残余的铁素体可完全消除,并显著降低σ相形成的倾向;同时马氏体转烃温度降低,甚至可不出现λ→M相变,但是镍含量的增加会降低碳在奥氏体不锈钢中的溶解度,从而使碳化物析出倾向增强。
  目前,镍原料主要是镍的硫化矿,其次是氧化矿。另外,存在于海底的锰结核也将成为提镍的重要资源。镍的用途镍大量用来制造各种类型的不锈钢、软磁合金和合金结构钢。镍和铬、铜、铝、钴等元素可组成耐热合金、电工合金和耐蚀合金等。镍铬合金(如Ni-Cr20)有高的耐热性和大的电阻,用它做的热电体(电阻丝),可用作电炉、电烙铁、电熨斗等的电热元件,可在1100℃下长期工作;Ni-Cr9和Ni-Cr10虽然耐热性略差,但电阻大,电阻温度系数小,热电势大,是热电偶的好材料。镍基耐热合金主要作涡轮发动机涡轮盘、燃烧室和涡轮叶片等。著名的“蒙乃尔”合金是含铜、铁和锰的耐蚀镍合金,强度高,塑性好,耐腐蚀,成为电器、海轮和医疗器械制造业的重要材料。镍硅合金常制成线、带、棒用于电子管和电真空仪器中。镍铁、镍钴合金是良好的磁性材料。此外,镍是镍——镉、镍——氢电池的主要材料。镍都——金川金川位于古丝绸之路——甘肃省河西走廊中部。金川矿床是一个特大型的多金属共生硫化镍矿床,储量居世界同类矿床的第二位,铜、钴和伴生的铂族以及贵金属如钯、铂、锇、铱、钌、铑、金、银等的储量均居全国之首。矿石中镍和铜的品位都较高。镍的产量占全国的88%。金川已成为中外闻名的镍、钴生产基地和铂族贵金属提炼中心。它所在的金昌市也由荒僻的小乡村已发展成为别具风姿的现代化工业城市。加拿大的镍产量位于北美洲北部的加拿大,镍资源很丰富,1994年已探明的金属储量约620万吨左右,居世界前列。主要分布萨德伯里、纳尔逊河中游和林累克。采矿业和冶金业很发达,镍的开采量和出口量均居世界前列,镍冶炼也居世界前列。贸易对象是美国、英国、日本、德国等。加拿大的水力资源丰富,全国四分之三的电能是靠水力发电,这为发展有色金属工业创造了良好条件。产镍国之一——古巴古巴的镍资源十分丰富,储量1800万吨居世界第一。
  镍矿床主要分布在奥尔金省北部约150公里长的山区,那里有极丰富的红土矿层。矿层中不但含镍,钴、铬、铝、锰、铁的含量也较高。目前,古巴主要开采镍钴矿。其特点是含量均匀而且品位较高,富矿含镍1.3%,一般矿石含镍也达1%;另外矿层靠近地面,具有露天开采的优越条件。莫阿和尼卡罗炼镍厂是古巴的两家老厂,另外还兴建了两座年产能力约有3万吨的炼镍厂。古巴是世界最大的镍生产国和出口国之一。新的正畸合金——中国钛镍北京有色研究总院研制成功一种钛镍合金,具有超弹性和形状记忆交应,是理想的正畸材料。1984年,美国生物力学专家在测试了这种丝材的性能后,命名为“中国钛镍”;1985年在国际牙科材料学术会议上,确认中国钛镍丝达到了国际先进水平。畸齿矫形是利用金属的回弹特性来实现的。一般金属材料做的矫正器,由于弯曲后易产生永久变形,需要经常调整,因此复诊次数多,疗效差和疗程长。中国钛镍,在屈服点测量时,回弹性为不锈钢丝的4.8倍,为美国矫形材料Nitinal合金丝的1.6-1.97倍。卸载后,能保持一个几乎恒定不变的作用力镍的性质镍是一种银白色的铁磁性金属。密度8.9克/厘米3,熔点1455℃。古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁作器物。可以说,镍是既“古老”又“年轻”的金属。镍具有磁性,是许多磁性材料的主要组成成分。镍还具有良好的抗氧化性,在空气中,镍表面形成NiO薄膜,可阻止进一步氧化。实验证明:纯度为99%的镍,20年内不会发生锈痕。镍的抗腐蚀能力很强,尤其是对苛性碱的抗蚀能力强,在50%的沸腾苛性钠溶液中镍每年的腐蚀速度不超过25微米。镍的强度和塑性也很好,可承受各种压力加工。
  镍对奥氏体不锈钢水管特别是对铬镍负数氏体不锈钢力学性能的影响主要是由镍对奥氏体稳定性的影响来决定,在钢中可能发生马氏体转变的镍含量范围内,随着镍含量的增加,钢的强度降低页塑性提高,具有稳定奥氏体组织的铬镍奥氏体不锈钢韧性(包括极低温韧性)非常优良,因而可作为低温钢使用,这是众所周知的,对于具有稳定奥氏体组织的铬锰奥氏体不锈钢,镍的加入可进一步改善其韧性.镍还可显著降低奥氏体不锈钢的冷加工硬化倾向,这主要是由于奥氏体稳定性增大,减少以至消除了冷加工过程中的马氏体转变,同时对奥氏体本身的冷加工硬化作用不太明显,不锈钢冷加工硬化倾向的影响,镍降低奥氏体不锈钢冷加工硬化速率,与降低钢的室温及低温强度,提高塑性的作用,决定了镍含量的提高有利于奥氏体不锈的冷加工成形性能,提高镍含量还可减少以至消除18-8和17-14-2型铬镍9钳)奥氏体不锈钢中的δ铁素体,从而提高其热加工性能,但是,δ铁素体的减少对这些钢种的可焊接性不利会增大焊接热裂纹丝倾向,此外,镍还可显著提高铬锰氮(铬锰镍氮)奥氏体不锈钢的热加工性能,从而显著提高钢的成材率。
  在奥氏体不锈钢水管中,镍的加入以及随着镍含量的提高,导致钢的热力学稳定性增加,因此奥氏体不锈钢具有更好的不锈性和耐氧化性介质的性能,且随着镍含量增加,耐还原性介质的性能进一步得到改善.值得指出,镍还是提高奥氏体不锈耐许多介质穿晶型应力腐蚀的唯一重要元素。
  在各种酸介质中镍对奥氏体不锈钢水管耐蚀性能的影响,需要指出,在高温高压水中的一些条件下,镍含量的提高导致钢和合金的晶间型应力腐蚀敏感性增加,但是这种不利作用会由于钢及合金中铬含量的提高而获得减轻或受到抑制.随磁卡奥氏体不锈钢中镍含量的提高,其产生晶间腐蚀的临界碳含量降低,即钢的晶间腐蚀敏感性增加,至于对奥氏体不锈钢耐点腐蚀及缝隙腐蚀的性能,镍的作用并不显著,此外,镍还提高奥氏体不锈钢的高温抗氧化性能,这主要与镍改善了铬的氧化膜的成分,结构和性能降低,并且镍含量越高越有害,这主要是由于钢中晶界处一百万低熔点硫化镍所致。http://www.jinhuiming.com/