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凯鑫冶金百科全书第一章金属与元素概述

2023/09/19

概述

凯鑫合金材料有限公司作为一家16年专业生产制造特种合金供应商,我们致力于向世界各地的从业者普及冶金行业的知识。我们希望尽最大努力促进行业的发展。

在本文中,我们整理了冶金工业中我们能想到的常用概念。当你了解这个行业的时候,它可以作为一个快速的参考。

我们知道许多术语并不容易理解。因此,我们尽量给每个概念最简单易懂的解释。在有了基本的了解之后,您可以参考我们推荐的文章,更详细地学习一些行业知识。

在文章的开头,我们想先介绍一下我们的公司。我们是一家中国供应商,专注于为全球客户提供镍合金/高温合金材料。如果您访问我们的博客页面,您会惊讶于我们为普及行业知识所做的努力。如果您有任何采购需求,您可以参考我们的产品页面。您也可以通过以下电子邮件与我们联系:anna.pei@kx-alloy.com

下面是本文的内容。你可以在一个宽泛的类别中找到你感兴趣的概念。

金属类别

金属分为纯金属和合金。

纯金属

纯金属是一种单一的金属物质。纯金属的性能往往相对简单。常见的纯金属有铁、镍、铜等。

合金

合金是由多种金属组成的更复杂的金属。它通常结合了不同金属的特性。

牌号

牌号是指不同合金的代号。不同牌号的合金具有不同的化学成分。因此,它们也具有不同的物理性能和机械性能。不同的牌号适用于不同的应用场景。

基体

合金中含量最多的金属称为基体。例如:铁基合金的基体是铁。镍基合金的基体是镍。

高温合金

高温合金是一系列耐高温合金的总称。根据基体的不同,高温合金分为铁基合金、镍基合金和钴基合金。相同的是它们都含有一定量的镍和铬。高温合金通常也比不锈钢具有更好的耐腐蚀性。它通常用于航空航天、化学和核能工业。

镍基合金

镍基合金是最主流的高温合金。它的主要成分是镍。次要成分是铬、钼和铁。镍基合金具有良好的耐高温性和耐腐蚀性。价格往往是不锈钢的几十倍。

钴基合金

钴基合金的主要成分是钴。次要成分是镍和铬。它的耐高温性和耐腐蚀性往往优于镍基合金,但价格会更贵。

铁基合金

铁基合金是指主要成分为铁的高温合金。次要成分是镍和铬。它的性能通常不如镍基合金,但优于不锈钢。它的价格比镍基合金便宜。

蒙乃尔合金

蒙乃尔是一种镍铜合金。它是在镍的基础上加入铜元素而形成的。蒙乃尔合金的特点是在室温下比不锈钢具有更好的耐腐蚀性。它的典型应用是海洋工程。蒙乃尔在高温下的性能是平均的,所以它不是高温合金。

因科镍合金

因科镍合金是镍铬铁合金。它是在镍中加入铬而形成的。它是最常用的镍基高温合金。具有优良的耐高温性和优良的抗氧化性。

因科镍铬

因科镍铬合金是一种镍铬铁合金。它在因科镍合金的基础上降低了镍含量,提高了铁含量。因此,它的性能不如英科乃尔,但价格更低。

哈氏合金

哈氏合金是一种镍铬钼合金。镍使合金具有耐高温性。铬和钼使合金具有抗氧化性和抗还原性。与英科乃尔相比,哈氏合金具有更好的整体耐腐蚀性。

固溶体

固溶体是指溶解于固体物质中的物质。这种现象主要存在于各种合金中。就像盐可以溶解在水中一样,合金中的各种金属元素也可以溶解在基体中。固溶体的作用是稳定合金的性能。它有助于合金的高温性能。

固溶体强化合金

固溶体强化合金是指通过固溶体使合金性能稳定的合金。这种合金只有通过冷加工才能提高强度。因此,固溶强化合金的强度是有限的。此外,固溶体强化合金的强度与化学成分本身有很大关系。

沉淀

沉淀是与固溶体相反的现象。正如盐晶体在卤水蒸发时析出一样,金属元素在时效处理时也会从合金固溶体中析出。析出的目的是大大提高合金的强度。需要注意的是,并不是所有的合金都可以通过析出来提高强度。

沉淀强化合金

沉淀强化合金是指可以通过沉淀强化的合金。由于固溶强化合金中存在一个或两个强化晶相,其强度远高于固溶强化合金。实现沉淀强化的关键元素是铝、钛、铌和钽。

低膨胀合金

低膨胀合金是一类特殊的合金。它们的热膨胀系数很低。温度升高时,体积没有明显变化。

化学成分

合金是由多种金属熔合而成的。不同的元素对合金有不同的影响。不同的合金牌号有不同的化学成分。其中一些成分对合金有益,而另一些则有害。以下是合金中一些化学成分的作用。

铁是第26种金属元素。它是铁基合金和钢中的主要元素。在镍基合金和钴基合金中起固溶强化作用。铁还能降低成本。

镍是第28种金属元素。它能在合金中起到稳定合金组织的作用。它是合金耐高温的主要来源。

铬是第24号金属元素。它主要在合金中起抗氧化作用。此外,铬还具有一定的固溶体强化作用和少量的沉淀强化作用。

钼是第42种金属元素。它不仅在合金中起抗还原作用,而且在固溶强化中也有明显的作用。

钴是第27种金属元素。它以基体形式存在于钴基合金中。在其他合金中,它主要起固溶强化作用。此外,在低膨胀合金中,钴可以降低温度对热膨胀系数的影响。

铝是第13号金属元素。它在合金中起沉淀强化作用。此外,它还具有一定的抗氧化性能。

钛是第22种金属元素。它常与铝一起出现,增强了铝的沉淀强化效果。

铜是第29种金属元素。在合金中具有良好的抗氧化作用。然而,它的抗氧化性能在高温下往往会失效。

铌是第41号金属元素。它在合金中既有固溶强化作用,又有析出强化作用。与铝不同,其沉淀强化效果仅在中低温下有效。

钽是第73种金属元素。它常与铌共存,起强化沉淀的作用。钽在固溶强化中也能起到很好的作用。此外,它还有助于合金的耐热腐蚀。

钒是第23种金属元素。主要起固溶强化作用。

钨是第74种金属元素。其固溶强化效果明显。此外,钨还可以提高合金的抗点蚀性。

碳是6号非金属元素。在熔炼过程中可以提高合金的纯度。在合金的成分中,碳能起到提高强度的作用。

锰是第25种金属元素。它在合金中有一定的有益作用。然而,它更多地被视为一种有害元素。它降低了合金的耐久性。

硅是第14种非金属元素。在合金中,它是一种有害元素。它降低了合金的晶界强度、耐久性和拉伸性能。它也会导致裂缝。在很少的合金中,硅起抗氧化的作用。

磷是第15种非金属元素。在合金中加入一定量的磷可以提高合金的蠕变强度。但在更多的情况下,磷会降低拉伸性能,导致裂缝的出现。

硫是第16个非金属元素。它在合金中是一种完全有害的元素。硫不仅会引起裂纹,而且会降低合金的耐久性、瞬态性能和疲劳强度。

硼是第5号非金属元素。提高了合金的强度和浇注性。然而,过量的硼会对耐久性能产生不利影响。

 

有害元素

硫、硅、锰和磷等元素通常被认为是合金中的有害元素。它们会降低合金的蠕变强度、疲劳强度、耐用性能和瞬态性能。

 

纯度

在合金中,纯度是衡量合金对有害元素的控制程度。合金中有害元素的数量越少,合金的纯度越高。

在纯金属中,纯度衡量的是杂质的数量。杂质越少,金属的纯度越高。

 

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