镍铬合金的工程应用

2020-02-06包奕江BAOYijiang

价值工程 2020年35期

关键词：铬酸盐镍铬抗氧化性

包奕江BAO Yi-jiang

（西北工业大学，西安710072）

1 介绍

镍铬合金是镍、铬和铁（可能还有其他元素）的任何一种合金。镍铬酸盐的化学式是NiCr。对于含铁的样品，化学式为NiFeCr[1]。

2 镍铬合金的历史发展

1906年，镍铬合金，一种镍和铬的混合物被开发出来。它不氧化时，红热和大多数电加热器使用镍铬合金线在火粘土支持。近年来，镍铬酸盐在工业领域得到了广泛的应用。它是现代工业中最重要的合金之一。

3 化学成分和制造方法

普通的镍铬合金的质量是80%的镍和20%的铬，但还有许多其他的金属组合用于各种用途。在镍铬合金的微观结构中，化学键主要由金属键组成。不同成分的镍铬合金会有不同的微观结构。图1 显示了70%镍和30%铬的镍铬合金的微观结构。镍铬酸盐是一种面心立方（FCC）固溶体。有奥氏体，珠光体，在加热和冷却过程中，贝氏体等组织在镍铬合金中的分布[2]。它具有抗氧化性（因为氧化层附着）和抗蠕变性。由于合金浓度高，它的电阻率很高。这些特性使镍铬酸盐可用于电炉加热元件。

制造镍铬合金的第一步是选择可用的最纯净的原材料，以达到所需的化学成分。正确的化学成分对于使不同的合金具有一致和必要的性能是必要的。然后这些合金被熔化，热轧，并使用最先进的技术加工到最终尺寸。统计过程控制工具用于监控每一步的所有过程，以确保最终产品的最佳质量。在确定镍铬酸钠的制作过程之前，先进行详细的练习，利用失效模式效应分析（FEMA）和实验设计（DOE）等概念进行理论估计[3]。镍铬酸盐的制造方法如图2 所示。

图1 70%镍和30%铬的镍铬合金的微观结构

图2

4 镍铬合金作为材料的优缺点

镍铬酸盐的主要性能是高热膨胀、高熔点、高耐腐蚀、高抗氧化。镍铬酸盐最重要的优点是抗氧化性。抗氧化能力可以归因于形成了一个高度粘附的保护层。当在制造过程中被加热时，它会形成一层薄薄的氧化铬，这使它几乎不被氧化。

镍铬酸盐的缺点包括价格高和使用温度相对较低（使用温度指的是某一特定产品在应用于基板时所能承受的最低和最高温度[4]）与铁铝合金相比。

5 镍铬合金在日常生活中的应用

镍铬合金是关键材料之一，在工业领域（关键材料供应的风险约束，有环境的影响，经济成本，价格波动，认为经济重要和难以替代的结果它们独特的属性或经济原因[5）]是应用广泛的材料电饭煲加热丝。有些假牙是由镍铬合金制成的。它还应用于摩托车消声器的制造。图3、图4、图5、图6 和图7 分别显示了镍铬酸盐的五种应用。