镍基合金组成成分：镍基高温合金通常含有 Cr，Co，W，Mo，Re，Al，Ti，Nb，Ta，
Hf，C，B，Zr 和 Y 等十余种合金元素这些元素在合金中起着不同的作用。高温合金一般是 以铁钴或镍形成的面心立方基体(γ)为基，可在较高温度下使用的合金。镍固态具有面心立 方结构，无同素异构转变、化学活泼性低，在大气中是抗蚀性最强的金属之一。镍基合金中 镍含量都在 30%以上，其中 W(Ni+Fe)≥50%的称为铁镍基耐蚀合金，W(Ni)≥50%的称为镍 基耐蚀金。
镍基高温合金综述（总结）
镍基合金应用领域：航空航天，核工程、能源动力、交通运输、油气开发、石油化工，
海洋工程、冶金工业、冶金行业。航空发动机和工业燃气轮机涡轮叶片等热端部件的主要用 材。目前广泛应用于涡轮机的热端机部件。涡轮部分的工作叶片导向热片、涡轮盘、燃烧室 等高温部件。
镍基合金性能：高温合金(Superalloy)是以铁-镍-钴为基体的一类高温结构材料，可以在
在热循环的峰值温度作用下使晶间重
新熔化后形成的。
严格控制S、P和Si等的含量
镍基合金焊接特点：
（一）、液态焊缝金属流动性差镍基合金不能像钢焊缝金属那样通过增大焊接电流改进焊缝 金属的流动性，若增加电流，反而起着有害作用这是镍基合金的固有特性由于焊缝金属流动 性差，不易流到焊缝两边因此为获得良好的焊缝成形，有时采用摆动工艺，但这种摆动是小 摆动大的摆幅容易引起咬边为了消除这一缺陷，焊工在摆动到每一侧极限位置时，要稍停顿 一下，以便有足够的时间使熔化的焊缝金属填满咬边此外焊接的电弧要尽量短。
残存在晶界的低熔共晶成液态薄膜状
结晶裂纹
态分布在晶粒表面，引起晶界的分离， 在冷却收缩产生的拉应力作用下形成
结晶裂纹。 热
液化裂纹形成机理在本质上与结晶裂
裂
纹相同，都是由于晶间脆硬的低熔共晶
相在高温应力作用下开裂，唯一区别在
纹
液化裂纹 于结晶裂纹是液态焊缝金属在凝固过
程中形成的，而液化裂纹是固态的母材
介质的设lloy
Haynes Internatioal 、Special Metal( 超合 金集团) 和德国蒂森
克虏伯公司
hastelloyA hastelloyB hastelloyC hastelloyF
哈氏合金作为高级的镍基合金,
对多种恶劣的腐蚀环境,如湿 氧、亚硫酸、强氧化盐介质等 都有优异的抗腐蚀性能。主要
Hastelloy D、Hastelloy G。蒂森克虏伯公司的 Nicrofer 系列。Ni-Cr 系合金主要用于强氧化 性介质。铬的加入使镍的耐氧化性酸、盐以及抗高温氧化、硫化、钒腐蚀的能力显著增加。
(1) Ni-Cr-Mo 系：典型的在 Ni-Cr-Mo 系商业合金为 Hastelloy C 系列，在 Hastelloy A 系
国内知名企业
重庆材料研究院 CMRI 钢铁研究总院宝钢特殊钢公司 长城特钢及抚顺特钢
镍及镍基合金可焊接方法：
手工钨极氩弧焊、手工焊条电弧焊、熔化极惰性气体保护焊、埋弧自动焊
镍及镍基合金焊接时常见的缺陷及防止措施：
缺陷
气孔
夹渣 未熔合
产生原因
防止措施
1、氢气、氧气、二氧化碳在熔化的液 态镍基合金中溶解度极大,而在固态溶 解度大大减小。 2、 焊接坡口及其两侧的油污、水分、 灰尘及氧化层清理不干净 。 3、焊接电流及电弧电压较低,焊接速度 过快 焊接热能量低 。 4、 焊枪气体保护喷嘴直径较小,保护 气体流量过低,气体保护效果不良。 5、焊条烘干不良 , 烘干温度计保温时 间不够
提高至ASTM5级或更粗大，则可提高设计应力，这就变成了Incoloy800H合金。
国外知名企业
美国国际镍合金集团 SMC(Special Metals Corporation ):Monel、Inconel、Incoloy 美国哈氏合金国际公司(Haynes International Inc)：HaynesB、HaynesC、HaynesD、HaynesG 美国卡彭特技术公司(Aarpenter Technology Corporation) 美国阿勒格尼技术公司(Allegheny Technologies Incorporated、ATI) 德国蒂森克虏伯 VDM 公司(Thyssen Krupp VDM)：Nicrofer（Inconel 601H Nicrofer6023H）、 Cronifer、Nicorros、Nimofer 法国安赛乐米塔尔不锈钢及镍合金公司前身是法国殷菲合金(Imphy Alloys) 日本住友金属工业株式会社(Sumitomo Metal Industries，Ltd) 日本冶金工业株式会社(Nippon Yakin Kogyo co.Ltd)
制造盐酸容器的衬里、 管道
用于强还原性介质。
Ni-Cr Ni-Cr-Mo
SMC 哈氏公司、蒂森克虏
hastelloyC C-276 C-4
（二）、焊缝金属熔深浅焊缝金属熔深浅是镍基合金的固有特性同样不能通过增大焊接电流 来增加熔深。如上所述，如果电流过大对焊接有害，引起裂纹和气孔。由于焊缝金属熔深浅， 接头钝边的厚度要薄一些。
类型
名称
生产公司
常见的牌 号
性能
应用领域
Ni-Cu
蒙乃尔 Monel
SMC
Ni70Cu30 Monel400 MoonelC Monel403 Monel404 MonelR405 Monel406 Monel 411 MonelK500
(2) Ni-Cr-Si 系：哈氏公司 90 年代推出的 D-205 是基于 Ni-20Cr 发展而来典型成分为 65％
Ni20％Cr6％Fe５％Si2.5％Ｍo２％Cu0.03％Ｃ。
(3) Ni-Cr-Fe系：是现在商业化牌号最多的。SMC生产的Ni-Cr-Fe系合金大部分都可以类
为Inconel系列，有600，690、693和718系列，而哈氏公司则属于Hastelloy G系列G 3、G30、 G35和G 50系列。与Inconel600相比，将Cr含量提高1倍，同时适当平衡Ni、Fe含量就得到 Inconel690 合 金 。 Inconel718 合 金 是 1959 年 美 国 发 明 的 一 种 镍 基 高 温 合 金 。 作 为 一 种 Ni-Cr-Fe-Nb基同时含有少量Mo、Ti、Al和其它微量有益元素的时效硬化型合金，从低温到 650~700℃的范围内均具有较好的制造适应性、焊接性及抗焊接裂纹能力，而且还具有高的 屈服强度、抗拉强度和持久强度，是Inconel系列中最有名的牌号之一。HastelloyG3合金是 添加Mo、Cu的Ni-Cr-Fe合金，同时一些有害微量元素被严格控制以提高合金热影响区的腐 蚀抗力及可焊性。
Ni-Fe系：(Ni含量大于30%，Fe+Ni含量大于50%，通常也称为Fe-Ni系)Ni含量有所降低，
但仍维持在较高水平，因此成本上具有一定优势，同时还含有Cr、Mo、Cu、Ti和Al等元素， 通常Cr含量仍高达20%以上，按三元系来分类属于Ni-Fe-Cr(部分属于Fe-Ni-Cr)，其耐腐蚀性 能尽管略逊于Ni-Cr-Fe系，主要性能则与之基本相当，商业系列主要属于Incoloy和Nicrofer， 典型牌号Incoloy800(800H、800HT)、825、864和925等.有Incoloy800是inco公司(SMC公司前 身)于20世纪50年代推出的。由于碳含量较高的800合金与碳含量较低材料相比具有更高的蠕 变和断裂性能，因此将碳含量从0.05％提高至0.05％～0.10％，同时将平均晶粒尺寸的要求
镍基合金的分类及应用： Ni-Cu系：最早的是SMC生产的Monel400系Ni70Cu30.添加S(0.4％)可改善Ni-Mo切削性能
成了Monel R-405、添加适量的Al和Ti就成了沉淀型的Monel K-500。Ni-Cu合金主要用于弱 还原性溶剂，特别是氢氟酸。特点：较高的强度和韧性，又具有优良的抗还原酸及强碱介质 和海水等腐蚀的性能，通常用于制造输送氢氟酸(H F)、盐水、中性介质、碱盐及还原性酸 介质的设备。
列用 15％Cr 代替 Fe 并加入 W 元素进行固溶处理。再适当降低 C、Si 含量就成了 Hastelloy C-276。在 Hastelloy C-276 基础上将 W 含量降低为零，C 含量在 0.015％以下、同时减少 Fe 添加 Ti，就成了 Hastelloy C-4。提高 Cr 的含量，同时使 Cr、Mo、W 达到平衡 Hastelloy C-22。 在 Hastelloy C-22 的基础上降低 Cr、Fe、W 含量，将 Co、Mn、V 等元素降至零，同时增加 Ni、Mo 含量得到 C-22HS 合金。蒂森克虏伯 VDM 的 Nicrofer5923hMo 合金 59 号合金。C、 Si 含量极低 Fe 含量较低 Cr、Mo 含量最高未添加 W、Cu、Ti 和 Ta 等元素是最纯的合 Ni-Cr-Mo 金。SMC 公司的 Inconel686 合金也属于系 Ni-Cr-Mo 列与 C-276 合金组成相似 Mo、W 含量 相当但 Cr 含量提高至 21％。在 59 号合金上基础上添加 1.6％的 Cu 可使合金抗还原性介质 腐蚀能力大幅度提高 这就是目前 C 系列中最高端产品 Hastelloy C-2000 它是哈氏公司 1995 年的专利产品 18Ｃ-2000。
Ni-Mo 系：Hastelloy A 系列，在 Hastelloy A 系列 上调整 Mo 含量和降低 Fe 的含量就成
了 Hastelloy B 系列。通过降低合金的 C、Si 含量而成功开发了 Hastelloy B-2
Ni-Cr 系：典型产品系列有 SMC 公司的 Inconel 、Incoloy ，哈氏公司的 Hastelloy C、
1、焊接材料和填充金属不干净 2、层间清理不良 3、焊接电流过小 1、坡口型状不合理 2、有残留氧化物 3、焊接电流过小或焊速过大