鎳是一種銀白色金屬，在空氣中很容易被空氣氧化，表面形成有些發烏的氧化膜，因此人們見到的鎳常顏色發烏。鎳質堅硬，有很好的延展性，磁性和抗腐蝕性，且能高度磨光。鎳在地殼中含量也非常豐富。在自然界中以硅酸鎳礦或硫、砷、鎳化合物形式存在。鎳常被用于制造不銹鋼、合金結構鋼等鋼鐵領域，電鍍，高鎳基合金和電池等領域，廣泛用于飛機、雷達等各種軍工制造業，民用機械制造業和電鍍工業等。在很多介質中，甚至在強腐蝕介質中，鎳及鎳合金都具有很高的耐蝕性，加之其良好的力學性能與物理性能，因此在許多腐蝕環境中得到了廣泛的應用。下面簡要介紹鎳及鎳基合金的耐蝕性規律。

鎳的耐蝕性特點

鎳的標準電極電位為-0.25V，鎳在大氣中表面會存在一層化學穩定性高的鈍化膜，鎳鈍化后，電極電位更高，因此鎳在大氣環境中有很高的耐蝕性。

鎳在堿性溶液和熱濃堿液中具有優異的耐蝕性能，不會產生堿脆型應力腐蝕，但是在高溫（300-500℃）、高壓和高濃度（質量系數為0.75～0.89）苛性堿中，在拉應力條件下，鎳會產生沿晶腐蝕斷裂；在中性和微酸溶液（包含一些稀的非氧化酸、有機酸）及其有機溶劑等介質中，鎳的耐蝕性能較好；在氧化性酸和含有氧化劑的溶液及許多熔融的金屬中，鎳則不耐蝕。鎳的重要鹽類為硫酸鎳和氯化鎳。與鐵，鈷相似，在常溫下對水和空氣都較穩定，能抗堿性腐蝕，故實驗室中可以用鎳坩堝熔融堿性物質。鎳可溶于稀酸中，和鐵不同是，鈷和鎳與濃硝酸激烈反應，與稀硝酸反應較慢。在淡水、海水和高溫干氯等介質中，鎳有良好的耐蝕性能，但在含硫化物（SO2）的大氣中不耐蝕。另外，鎳對各類食品也有良好的耐蝕性能。

鎳合金的耐蝕性

1.Ni-Cr合金

Ni-Cr合金中的鉻質量分數與不銹鋼的鉻質量分數相當，因此在一般腐蝕介質中，兩者在耐蝕性能也差不多；但因為Ni-Cr合金中的鎳質量分數比不銹鋼的鎳質量分數高，所以在熱堿液與堿性硫化物等介質中，其耐蝕性和抗高溫氧化性能比不銹鋼好。實驗表明，Ni-Cr 系列合金的耐蝕性是Cr 含量的函數，耐蝕性隨著Cr 含量的增加而急劇增加，當Cr 含量大于50%時，耐蝕性則開始變壞。其中Cr35Ni65 合金的耐蝕性最佳。

最早使用的Cr20Ni80電熱合金，在高溫氧化性能中，表面生成致密的Cr2O3氧化膜，能阻止進一步的氧化，Cr2O3是高溫下唯一的熱力學穩定的固相Cr的氧化物因而具有良好的抗高溫氧化性能。它在氧化氣氛中使用溫度達1150℃，在還原性氣氛中使用溫度也高達1100℃。Cr20Ni80因其鎳含量較高，所以在硫化物的介質中的耐蝕性能較差。

在Cr20Ni80電熱合金基礎上發展出的Inconel合金，成分比較復雜，出基本元素Ni外，合金中含有Cr，Fe，Nb，Al，Mn，Si，Cu，S等元素。由于其在高溫下具有高的力學性能和抗氧化性能，因此常作為高溫材料和耐酸合金使用。例如，Inconel600合金，可在堿中、常溫的磷酸和硫酸、低濃度的沸騰硫酸、低溫低濃度的氫氟酸等介質中使用，也在醋酸、脂肪酸等有機酸中有良好的耐蝕性。Inconel600合金，可在堿中、常溫的磷酸和硫酸、低濃度的沸騰磷酸、低溫低濃度的氫氟酸等介質中使用，也在醋酸、脂肪酸等有機酸中有良好的耐蝕性。Inconel600對介質中氯離子引起的應力腐蝕不敏感，但在高溫的堿中有產生應力腐蝕的可能。

2.Ni-Mo合金

Ni60Mo20Fe20（Hastelloy A），Ni65Mo28Fe5V（Hastelloy B）是兩種典型的Ni-Mo合金，合金中Mo的質量分數大于0.16，可使合金的耐蝕性顯著提高。Ni-Mo合金的最突出特點是其具有優異的奶鹽酸腐蝕性能，尤其是Hastelloy B比Hastelloy A更耐鹽酸腐蝕。

在硫酸、磷酸、氫氟酸、溴酸、甲酸、醋酸及有機酸等非氧化性酸中，Ni-Mo合金具有良好的耐蝕性。在氯化鋁、氯化鎂、氯化銅、氯化銻等非氧化性閆榮業和濕氯化氫氣體中，Ni-Mo合金也具有良好的耐蝕性。但是，在含氧化性離子的溶液，如硝酸等氧化性酸中，Ni-Mo合金的耐蝕性不好。在硫酸和鹽酸中，只要有10-6量級質量分數的氧化性鹽存在，就可以顯著增大Ni-Mo合金的腐蝕速率；鹽酸中的溶解氧、微量的硝酸雜質都會使Ni-Mo合金的腐蝕速率增加，尤其是后者的作用更加顯著。

Ni-Mo合金在許多介質中沒有應力腐蝕傾向，但在高溫、高壓的純水中，其晶間型應力腐蝕開裂的敏感性很高。

3.Ni-Cr-Mo合金

具有代表性的Ni-Cr-Mo合金是HastelloyC（Ni-16Cr-16Mo-4W）和不含W的Chromet合金。為改善HastelloyC合金在敏化狀態下晶間腐蝕敏感性，在HastelloyC合金的成分基礎上降低合金中的碳、硅質量分數，就發展出HastelloyC-4，HastelloyC-276合金。

HastelloyC為面心立方晶格結構。通過控制鐵和鉻含量在最小值，降低了加工脆性，阻止了在700～870℃間Ni4Mo相的析出。具有優異的抗應力腐蝕開裂能力和好的耐局部腐蝕能力，在很多化工工藝介質中有滿意的耐蝕特性，包括浸蝕很強的無機酸溶液、氯氣和含氯化物的各種介質、干燥氯氣、甲酸和醋酸、海水和鹽水等，但在鹽酸中的耐蝕性不如Ni-Mo合金。因而，合金HastelloyC在化學、石化、能源制造和污染控制領域中有著廣泛的應用，尤其是在硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸等工業中。

HastelloyC-4合金比HastelloyC-276合金的碳質量分數更小，在敏化狀態或焊接態，析出的碳化物和金屬間化合物相對少，因此，在氧化性介質和含氯化物介質中不致產生嚴重的晶間腐蝕。

4.Ni-Cu合金

Ni-Cu合金也稱Monel合金，其成分（質量百分數）Cu0.27～0.29，Fe 0.02～0.03，Mn 0.012～0.018，其余為Ni。Ni和Cu可形成無限固溶體，當合金中摩爾分數XNi＜0.50時，其耐蝕性接近于Cu，反之，其耐蝕性接近于Ni。因此，在一般腐蝕介質中，Ni-Cu固溶體合金與銅或鎳相比，更具優越性。Monel合金最突出的特點是，在各種濃度和溫度的氫氟酸中非常耐蝕，其耐蝕性僅次于鉑和銀。

Monel合金中最重要的之一就是Monel400合金(UNS N04400或MCu-28-1.5-1.8或Ni68Cu28Fe) ，它是一種在海水、化學溶劑、氨硫氯、氯化氫、各種酸性介質如硫酸、氫氟酸、鹽酸、磷酸、有機酸，堿性介質、鹽和熔融鹽中具有良好耐腐蝕性能的鎳基合金材料，一般不產生應力腐蝕裂紋。Monel400合金同時具有良好的機械性能，切削性能良好，從低溫到高溫廣泛的使用溫度，具有良好的焊接性能和中、高強度。Monel400主要應用于化學和石油化工以及海洋開發等領域?？捎脕碇圃旄鞣N換熱設備、鍋爐給水加熱器、石油和化工管線、容器、塔、槽、閥門、泵、反應釜、軸等。

結語

鎳及鎳合金一直在不斷發展，衍生出新的合金材料，推動工業的發展。它們有著相當優越的環境適應能力，抗腐蝕能力相當可靠。針對各種行業的特殊環境，合理選材，都有針對性的解決方案。并且，它們絕大多數是作為成熟的商業化產品，完全可以滿足各種需求。

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