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镍Ni(熔点1450℃)

时间:2020-07-02      来源:http://www.wxoke.com

镍Ni(熔点1450℃)

镍作为一种面心立方晶体结构的金属元素,富于韧性,滑移面多,发生滑移变形的方向多,对塑性、韧性的贡献较大。

1、对基体组织的影响

Ni是促进石墨化元素,石墨化能力相当于硅的1/4~1/2。它既有阻止碳化铁生成又能使石墨细化、均匀,使珠光体细化,Ni与Cu一样,能使壁厚不同铸件,组织上差异减少。它是石墨化元素中作用较佳的元素之一。

镍可无限溶解于固溶体中,降低了碳的的溶解度,有助于碳化物的分解,不与碳形成碳化物,并降低铸铁的白口层深度和消除碳化物的硬点,减少白口形成倾向,而不导致石墨粗化和强度降低。

镍是很强的奥氏体稳定化元素。镍降低γ→α转变温度,稳定和细化珠光体,在低温高韧性球铁中适量添加镍可以强化铁素体基体。每加入质量分数为0.5%的镍,可使铁素体基体的球铁的屈服强度提高18MPa。

镍作为石墨化元素可使白口倾向降低,但能力只有硅的1/5~1/3。镍对石墨形态和共晶团数量没有影响。镍是稳定奥氏体元素作用比铜强烈,加入少量的镍就能抑制铁素体。镍可以减少球铁的断面敏感性。由于镍使奥氏体转变温度降低,因而使珠光体细化,并使珠光体数量增多。

加入0.1%~1.0%的少量镍时,能细化晶粒和石墨尺寸;当加入超过1%的镍时,需要降低硅的含量,既可获得高的强度又不致于造成硬而不易加工的边缘。

镍主要对基体发生影响,镍低于3.6%时,为细珠光全型铸铁;镍3%~8%时,为马氏体型铸铁;镍低于10%时,为奥氏体型铸铁。

单独加镍,特别是镍加入量在1.5%以下时,一般不会获得应有的效果。因此在某些实际应用中,镍常同其它合金元素联合加入,镍与铬使用时,通常镍不大于3.0%和铬不大于1.0%,但含镍1.0%~6.0%和铬0.5%~2.5%的镍铬白口铸铁则已用于冷硬铸铁件或白口铸铁件;

镍与钼使用时,通常镍不大于2.0%和钼不大于1.0%~1.25%,但在厚断面中其比例为1份镍和1份钼;镍与铜铬使用时,主要用于奥氏体耐蚀铸铁,这种铸铁含有镍14%左右,铜6%和大约2%的铬,加铬是为了增加铸铁的硬度。

2、对力学性能的影响

提高强度和冲击韧性,特别是和钼结合使用效果更明显。强化铁素体,降低脆性转变温度,含镍的球铁在低温时具有更高的冲击韧性。含镍量增加,硬度增加,与钒复合作用更为明显。

Ni是稳定奥氏体元素,少量添加可降低白口倾向,也可作为低温球墨铸铁基体强化元素使用。向球铁中添加0.6%的Ni,基体中将形成约5%的珠光体,合金抗拉强度和屈服强度将提高约20MPa,对合金低温冲击韧性无较大影响。

对于低温高韧性球铁,当硅含量一定时,随着镍含量的增加,腐蚀速率不断下降;当镍一定时,随着硅含量的增加,腐蚀速率也在不断下降,镍含量越高,试样所产生的腐蚀产物越少,耐腐蚀性就越好。其含量一般小于0.5%。

加入Ni1~5%可使低碳铸铁降低硬度,提高强度,减少因壁厚不同的组织差别。加入量>1.5%使珠光体极细,显著提高基体强度。加入量>4.0%基体中可能出现马氏体组织,铸件硬度大大地提高;

Ni有利于提高耐磨性能、改善加工性能。

Ni不溶于碳化物中,但可改变基体的特性。镍量增加,基体可由珠光体转变为贝氏体或马氏体,使铸态硬度大大提高。


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