鎳和鎳基合金

鎳是一種化學(xué)元素，化學(xué)符號Ni，原子序數(shù)28。它是一種銀白色有光澤的金屬，略帶金色。它是在室溫下具有鐵磁性的四種元素之一，另外三種是鐵、鈷和釓。

鎳基合金

鎳合金鎳的使用最早可追溯到公元前 3500 年，但它于 1751 年首次被 Axel Fredrik Cronstedt 分離并歸類為化學(xué)元素，他最初將其礦石誤認(rèn)為是銅礦物。其最重要的礦石礦物是紅土，包括褐鐵礦和石榴石，以及鎳黃鐵礦。主要生產(chǎn)基地包括加拿大的薩德伯里地區(qū)、俄羅斯的新喀里多尼亞和諾里爾斯克。

純鎳顯示出顯著的化學(xué)活性，但由于形成了保護(hù)性氧化物表面——類似于鉻、鋁和鈦等其他金屬，因此在環(huán)境條件下反應(yīng)緩慢。由于這種在空氣中的持久性和緩慢的氧化速度，鎳被認(rèn)為是耐腐蝕的。

純鎳顯示出顯著的化學(xué)活性

歷史上，它被用于電鍍金屬，如鐵和黃銅，用于化學(xué)設(shè)備，以及某些合金，如德國銀。世界上約 6% 的鎳產(chǎn)量仍用于耐腐蝕純鎳電鍍。鎳是硬幣的常見成分，但為此目的在很大程度上已被更便宜的鐵所取代，特別是因為這種金屬已被證明是某些人的皮膚過敏原。

飛機發(fā)動機中的鎳合金

鋁鎳鈷

Alnico 是指鐵合金的首字母縮寫詞，除鐵外，主要由鋁 (Al)、鎳 (Ni) 和鈷 (Co) 組成，因此是鋁鎳鈷，并添加銅，有時還添加鈦。鋁鎳鈷合金是鐵磁性的，具有高矯頑力（抗失磁），用于制造永磁體。在 1970 年代開發(fā)稀土磁鐵之前，它們是最強的磁鐵類型。該系列合金的其他商品名稱是：Alni、Alcomax、Hycomax、Columax 和 Ticonal。

Alnico 制造的揚聲器

鋁鎳鈷合金的成分通常為 8–12% Al、15–26% Ni、5–24% Co、最多 6% Cu、最多 1% Ti，其余為 Fe。鋁鎳鈷合金的開發(fā)始于 1931 年，當(dāng)時日本的 T. Mishima 發(fā)現(xiàn)鐵、鎳和鋁的合金具有 400 奧斯特 (Oe) 的矯頑力，是當(dāng)時最好的磁鋼的兩倍。

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鋁鎳鈷合金

鋁鎳鈷合金可制造強永磁體，并可被磁化以產(chǎn)生強磁場。在更常見的磁鐵中，只有稀土磁鐵，如釹和釤鈷，強度更高。Alnico 磁鐵在其磁極產(chǎn)生的磁場強度高達(dá) 1500 高斯（0.15 特斯拉），大約是地球磁場強度的 3000 倍。一些品牌的鋁鎳鈷合金是各向同性的，可以在任何方向有效磁化。其他類型，例如 alnico 5 和 alnico 8，是各向異性的，每個都具有優(yōu)選的磁化方向或取向。

明礬

Alumel 是一種合金，由大約 95% 的鎳、2% 的錳、2% 的鋁和 1% 的硅組成。這種磁性合金用于熱電偶和熱電偶延長線。Alumel 是 Hoskins Manufacturing Company 的注冊商標(biāo)。

鋁制熱電偶線

鋁的性質(zhì)：

電阻率：0.294 ??m

導(dǎo)熱系數(shù)：30 W/m/K

在熱電偶中，明礬常與鉻合金一起使用形成 K 型熱電偶。

鉻合金

Chromel 是一種由大約 90% 的鎳和 10% 的鉻制成的合金，用于制造 ANSI E 型（鉻鎳 - 康銅）和 K（鉻鎳 - 鋁）熱電偶的正極。它可以在氧化氣氛中使用高達(dá) 1100 °C。Chromel 是 Hoskins Manufacturing Company 的注冊商標(biāo)。

鉻合金線

Chromel A 是一種合金，含有 80% 的鎳和 20% 的鉻（按重量計）。它因其優(yōu)異的耐高溫腐蝕和氧化性能而被使用。它通常也稱為Nichrome 80-20，用于電加熱元件。

白銅

白銅或銅鎳（有時被錯誤地稱為“白銅”）是一種銅合金，含有鎳和鐵和錳等強化元素。白銅在海水中具有很強的耐腐蝕性，因為它的電極電位相對于海水被調(diào)整為中性。因此，它被用于海水系統(tǒng)中的管道、熱交換器和冷凝器以及船用硬件，有時也用于高級拖船、漁船和其他工作船的螺旋槳、曲軸和船體。

白銅管

更常見的用途是銀色現(xiàn)代流通硬幣。典型的混合物是 75% 的銅、25% 的鎳和微量的錳。過去，真銀幣是用白銅貶值的。盡管銅含量高，但銅鎳合金的顏色卻是顯著的銀色。它用于熱電偶，電阻隨溫度變化而穩(wěn)定的電阻器包含 55% 銅 - 45% 鎳合金康銅。

鎳鐵

2008 年，主要的鎳鐵生產(chǎn)國是日本（301,000 噸）、新喀里多尼亞（144,000 噸）和哥倫比亞（105,000 噸）。如果將中國排除在外，這三個國家合計約占世界產(chǎn)量的 51%。烏克蘭、印度尼西亞、希臘和馬其頓按總產(chǎn)量從高到低的順序，均生產(chǎn)了 68,000 噸至 90,000 噸鎳鐵，占額外 31%，不包括中國。

鎳鐵

中國被排除在統(tǒng)計數(shù)據(jù)之外，因為除了一系列常規(guī)鎳鐵品位外，其工業(yè)還生產(chǎn)了大量鎳生鐵，估計總產(chǎn)量為 590,000 噸毛重。個別中國產(chǎn)品的鎳含量從大約 1.6% 到高達(dá) 80% 不等，具體取決于客戶的最終用途。

鎳銀

鎳銀，也稱為德國銀、Argentann、paktong、新銀、鎳黃銅或羊駝毛（或羊駝毛），是一種含鎳且常含鋅的銅合金。通常的配方是 60% 的銅、20% 的鎳和 20% 的鋅。鎳銀首先作為鍍銀餐具和其他銀器的賤金屬流行起來，特別是被稱為 EPNS（電鍍鎳銀）的電鍍器皿。

鎳銀制品

它用于拉鏈、質(zhì)量更好的鑰匙、人造珠寶、用于制作樂器（例如鈸、薩克斯管），并且由于其氧化物具有導(dǎo)電性，因此更適合用于電動模型鐵路布局中的軌道。它廣泛用于生產(chǎn)硬幣（例如東德馬克、葡萄牙埃斯庫多）。它的工業(yè)和技術(shù)用途包括耐腐蝕的船用配件和管道裝置，以及具有高電阻的加熱線圈。

哈氏合金

Hastelloy 是 Haynes International, Inc. 的注冊商標(biāo)名稱。該商標(biāo)用作一系列 22 種不同的高耐腐蝕金屬合金的前綴名稱，這些合金由冶金行業(yè)在材料術(shù)語“超級合金”或“高-性能合金”。主要的合金成分通常是過渡金屬鎳。在該商標(biāo)名稱的每個子類別中，其他合金成分都添加到鎳中，包括不同百分比的元素鉬、鉻、鈷、鐵、銅、錳、鈦、鋯、鋁、碳和鎢。

哈氏合金閥門

哈氏合金超級合金的主要功能是在中度至重度腐蝕和/或易腐蝕環(huán)境中的高溫、高應(yīng)力服務(wù)下有效存活，在這些環(huán)境中更常見和更便宜的鐵基合金會失效，包括一些核反應(yīng)堆的壓力容器、化學(xué)反應(yīng)堆、蒸餾設(shè)備和化工行業(yè)的管道和閥門。

鉻鎳鐵合金

Inconel 是 Special Metals Corporation 的注冊商標(biāo)，指的是一系列奧氏體鎳鉻基高溫合金。Inconel合金通常用于高溫應(yīng)用。它通常在英語中稱為“Inco”（或偶爾稱為“Iconel”）。Inconel 的常見商品名稱包括：Inconel 625、Chronin 625、Altemp 625、Haynes 625、Nickelvac 625 和 Nicrofer 6020。Inconel 合金是抗氧化和耐腐蝕材料，非常適合在極端環(huán)境中使用。

由 Inconel 制成的航空航天形狀

加熱時，Inconel 會形成一層厚厚的、穩(wěn)定的鈍化氧化層，保護(hù)表面免受進(jìn)一步侵蝕。鉻鎳鐵合金在很寬的溫度范圍內(nèi)保持強度，對于鋁和鋼由于熱誘導(dǎo)的晶體空位而屈服于蠕變的高溫應(yīng)用具有吸引力（參見阿倫尼烏斯方程）。Inconel 的高溫強度是通過固溶強化或沉淀強化發(fā)展起來的，具體取決于合金。在時效硬化或沉淀強化品種中，少量鈮與鎳結(jié)合形成金屬間化合物 Ni3Nb 或伽馬素。Gamma prime 形成小立方晶體，可在高溫下有效抑制滑動和蠕變。

蒙乃爾

Monel 是 Special Metals Corporation 的一系列鎳合金的商標(biāo)，主要由鎳（高達(dá) 67%）和銅組成，還有一些鐵和其他微量元素。蒙乃爾合金由國際鎳業(yè)公司首席冶金學(xué)家大衛(wèi)·H·布朗 (David H. Browne) 創(chuàng)建。

蒙乃爾合金管

蒙乃爾合金 400 是二元合金，鎳和銅的比例與薩德伯里（安大略省）礦山的鎳礦中天然存在的比例相同。Monel 以公司總裁 Ambrose Monell 的名字命名，并于 1906 年獲得專利。一個 L 被刪除，因為當(dāng)時不允許姓氏作為商標(biāo)。

鎳鉻合金

Nichrome 是由 Driver-Harris 公司生產(chǎn)的鎳、鉻和通常鐵的非磁性合金的商標(biāo)，通常用作電阻絲。常見的合金按質(zhì)量計為 80% 的鎳和 20% 的鉻，但還有許多其他合金可以適應(yīng)各種應(yīng)用。它呈銀灰色，耐腐蝕，熔點高，約為 1400 °C (2552 °F)。

鎳鉻絲

由于其較高的電阻率和在高溫下的抗氧化性，被廣泛應(yīng)用于電熱元件，如吹風(fēng)機、電烤箱、烙鐵、烤面包機，甚至電子煙。通常，鎳鉻合金以一定的電阻繞成線圈，然后通過電流以產(chǎn)生熱量。

鎳鈦

鎳鈦，也稱為鎳鈦諾，是鎳和鈦的金屬合金，其中兩種元素的原子百分比大致相等。鎳鈦諾合金具有兩個密切相關(guān)且獨特的特性：形狀記憶和超彈性（也稱為偽彈性）。

形狀記憶是指鎳鈦諾在某一溫度下發(fā)生變形的能力，然后在加熱到其“轉(zhuǎn)變溫度”以上時恢復(fù)其原始的、未變形的形狀。超彈性發(fā)生在剛好高于其轉(zhuǎn)變溫度的狹窄溫度范圍內(nèi)；在這種情況下，不需要加熱就可以使未變形的形狀恢復(fù)，并且材料具有巨大的彈性，大約是普通金屬的10-30倍。