铝合金处理-佛山铝合金-钨合金

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钢的成分、结构和组织，这三者决定了钢材的性能，它们既相互区别，又相互渗透，并分别在不同程度上相互制约着。钢的各种性能都受这内在三因素的控制作用，其程度或大小是不同的。当然，化学成分应是基础，只有在这个基础上，才能谈到结构和组织的作用。当化学成分给定时，钢的某些性能就主要是由结构类型所控制的。不锈钢也是这样。

为了改善和提高钢的某些性能并使之获得某些特殊性能，在冶炼过程中，有意加入的元素称为合金元素。采用的合金元素有铬、镍、锰、氮、钛、铌、硅、钼、铜、钨、钒、铝、镐、钴、硼、稀土元素等。磷、硫、氮等一般被认为是钢中的有害元素，但在某些情况下也起合金元素的作用。钢中合金元素的含量各有不同，有的高达百分之几十，如铬、镍、锰等；有的则低至万分之几，如硼。

其成分及含量是根据需要而确定的，各有差异。

合金元素在钢中与铁和碳这两个基本组元的作用，以及它们彼此之间相互作用，影响着钢中各组成相、组织和结构，促使其发生有利的变化，从而提高和改善钢的综合性能，显著提高和改善钢的工艺性能，如淬透性、回火稳定性、易切削性、可成形性能和可焊性等；还可使钢获得一些特殊的物理化学性能，如耐热、不锈、耐腐蚀等。这些性能的改善和获得，一部分是由加入合金元素的直接影响，而大部分则是由合金元素影响钢的相变过程所引起的（钢材进行热处理，对改善性能也是非常重要的措施），合金元素所起的作用，与其本身的原子结构、原子大小和晶体点阵等的差异有关。

在不锈钢中含有大量的合金元素，如铬、镍、锰、钛、铌、氮、硅、铝和铜等。了解合金元素在钢中的作用，则可以帮助我们了解各钢种所具有的不同特性，从而为正确使用钢材奠定理论基础。

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镍基合金，顾名思义是以镍元素为基体添加其它合金元素形成的金属材料。上通常称其为Superalloy，即超合金。国内习惯上称其为高温合金。一般镍含量30%以上的铁镍合金通常也称作镍基合金。

镍基合金的成分特点就是，添加的合金元素种类多，合金元素含量高。镍基合金含有十多种元素，有的甚至二三十种元素。各种元素在镍基合金中发挥的作用不同（表1）。当然有些杂质元素（硫、磷、硅、锰）、气体元素（氧、氮）、有害元素（铅、砷、锡、锑、铋、硒、碲、砣等）并非有意添加的，而是添加主元素时由金属料或铁合金带入的，这些杂质元素、气体和有害元素是应当避免，或者尽可能降低其含量。表1 镍基（铁镍基）合金中元素的作用

上有多少镍基合金牌号？未做过公开的详细统计。国内抚顺特钢曾经生产过150多种牌号的镍基合金。不同牌号的镍基合金添加的主元素及其含量相差很大（表2），因而材料具有不同的工艺性能和各种使用性能。表2 镍基（铁镍基）合金的化学成分

镍基合金所含的二三十种元素，各自的熔点相差很大（图1），固溶强化元素W、Mo、Nb、Ta的熔点远高于Ni、Co、Fe基体元素，而杂质元素S、P，以及有害元素Pb、As、Sn、Sb、Bi、Se等元素熔点则很低。另外不同元素的原子直径及其在镍基体中的溶解度有很大差异（图2）。这样一来，即使液态成分非常均匀的材料，在凝固过程中由于选分结晶也会产生偏析。所谓选分结晶，指的是固溶体合金结晶时固相成分与液相的成分不同。合金凝固过程中以树枝晶形式生长，溶质原子在枝晶干与枝晶间（液相）之间重新分配。这种溶质原子的重新分配程度通常用分配系数来表达。不同镍基合金中各元素的分配系数是有差异的。换句话说，不同合金凝固时枝晶干和枝晶间的元素浓度都不一样。这就是镍基合金产生成分偏析缺陷的根本原因。合金元素含量越高。

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