镍是一种银白色金属，在空气中很容易被空气氧化，表面形成有些发乌的氧化膜，因此人们见到的镍常颜色发乌。镍质坚硬，有很好的延展性，磁性和抗腐蚀性，且能高度磨光。镍在地壳中含量也非常丰富。在自然界中以硅酸镍矿或硫、砷、镍化合物形式存在。镍常被用于制造不锈钢、合金结构钢等钢铁领域，电镀，高镍基合金和电池等领域，广泛用于飞机、雷达等各种军工制造业，民用机械制造业和电镀工业等。在很多介质中，甚至在强腐蚀介质中，镍及镍合金都具有很高的耐蚀性，加之其良好的力学性能与物理性能，因此在许多腐蚀环境中得到了广泛的应用。下面简要介绍镍及镍基合金的耐蚀性规律。

镍的耐蚀性特点

镍的标准电极电位为-0.25V，镍在大气中表面会存在一层化学稳定性高的钝化膜，镍钝化后，电极电位更高，因此镍在大气环境中有很高的耐蚀性。

镍在碱性溶液和热浓碱液中具有优异的耐蚀性能，不会产生碱脆型应力腐蚀，但是在高温（300-500℃）、高压和高浓度（质量系数为0.75～0.89）苛性碱中，在拉应力条件下，镍会产生沿晶腐蚀断裂；在中性和微酸溶液（包含一些稀的非氧化酸、有机酸）及其有机溶剂等介质中，镍的耐蚀性能较好；在氧化性酸和含有氧化剂的溶液及许多熔融的金属中，镍则不耐蚀。镍的重要盐类为硫酸镍和氯化镍。与铁，钴相似，在常温下对水和空气都较稳定，能抗碱性腐蚀，故实验室中可以用镍坩埚熔融碱性物质。镍可溶于稀酸中，和铁不同是，钴和镍与浓硝酸激烈反应，与稀硝酸反应较慢。在淡水、海水和高温干氯等介质中，镍有良好的耐蚀性能，但在含硫化物（SO2）的大气中不耐蚀。另外，镍对各类食品也有良好的耐蚀性能。

镍合金的耐蚀性

1.Ni-Cr合金

Ni-Cr合金中的铬质量分数与不锈钢的铬质量分数相当，因此在一般腐蚀介质中，两者在耐蚀性能也差不多；但因为Ni-Cr合金中的镍质量分数比不锈钢的镍质量分数高，所以在热碱液与碱性硫化物等介质中，其耐蚀性和抗高温氧化性能比不锈钢好。实验表明，Ni-Cr 系列合金的耐蚀性是Cr 含量的函数，耐蚀性随着Cr 含量的增加而急剧增加，当Cr 含量大于50%时，耐蚀性则开始变坏。其中Cr35Ni65 合金的耐蚀性最佳。

最早使用的Cr20Ni80电热合金，在高温氧化性能中，表面生成致密的Cr2O3氧化膜，能阻止进一步的氧化，Cr2O3是高温下唯一的热力学稳定的固相Cr的氧化物因而具有良好的抗高温氧化性能。它在氧化气氛中使用温度达1150℃，在还原性气氛中使用温度也高达1100℃。Cr20Ni80因其镍含量较高，所以在硫化物的介质中的耐蚀性能较差。

在Cr20Ni80电热合金基础上发展出的Inconel合金，成分比较复杂，出基本元素Ni外，合金中含有Cr，Fe，Nb，Al，Mn，Si，Cu，S等元素。由于其在高温下具有高的力学性能和抗氧化性能，因此常作为高温材料和耐酸合金使用。例如，Inconel600合金，可在碱中、常温的磷酸和硫酸、低浓度的沸腾硫酸、低温低浓度的氢氟酸等介质中使用，也在醋酸、脂肪酸等有机酸中有良好的耐蚀性。Inconel600合金，可在碱中、常温的磷酸和硫酸、低浓度的沸腾磷酸、低温低浓度的氢氟酸等介质中使用，也在醋酸、脂肪酸等有机酸中有良好的耐蚀性。Inconel600对介质中氯离子引起的应力腐蚀不敏感，但在高温的碱中有产生应力腐蚀的可能。

2.Ni-Mo合金

Ni60Mo20Fe20（Hastelloy A），Ni65Mo28Fe5V（Hastelloy B）是两种典型的Ni-Mo合金，合金中Mo的质量分数大于0.16，可使合金的耐蚀性显著提高。Ni-Mo合金的最突出特点是其具有优异的奶盐酸腐蚀性能，尤其是Hastelloy B比Hastelloy A更耐盐酸腐蚀。

在硫酸、磷酸、氢氟酸、溴酸、甲酸、醋酸及有机酸等非氧化性酸中，Ni-Mo合金具有良好的耐蚀性。在氯化铝、氯化镁、氯化铜、氯化锑等非氧化性闫荣业和湿氯化氢气体中，Ni-Mo合金也具有良好的耐蚀性。但是，在含氧化性离子的溶液，如硝酸等氧化性酸中，Ni-Mo合金的耐蚀性不好。在硫酸和盐酸中，只要有10-6量级质量分数的氧化性盐存在，就可以显著增大Ni-Mo合金的腐蚀速率；盐酸中的溶解氧、微量的硝酸杂质都会使Ni-Mo合金的腐蚀速率增加，尤其是后者的作用更加显著。

Ni-Mo合金在许多介质中没有应力腐蚀倾向，但在高温、高压的纯水中，其晶间型应力腐蚀开裂的敏感性很高。

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。为改善HastelloyC合金在敏化状态下晶间腐蚀敏感性，在HastelloyC合金的成分基础上降低合金中的碳、硅质量分数，就发展出HastelloyC-4，HastelloyC-276合金。

HastelloyC为面心立方晶格结构。通过控制铁和铬含量在最小值，降低了加工脆性，阻止了在700～870℃间Ni4Mo相的析出。具有优异的抗应力腐蚀开裂能力和好的耐局部腐蚀能力，在很多化工工艺介质中有满意的耐蚀特性，包括浸蚀很强的无机酸溶液、氯气和含氯化物的各种介质、干燥氯气、甲酸和醋酸、海水和盐水等，但在盐酸中的耐蚀性不如Ni-Mo合金。因而，合金HastelloyC在化学、石化、能源制造和污染控制领域中有着广泛的应用，尤其是在硫酸、盐酸、磷酸、醋酸等工业中。

HastelloyC-4合金比HastelloyC-276合金的碳质量分数更小，在敏化状态或焊接态，析出的碳化物和金属间化合物相对少，因此，在氧化性介质和含氯化物介质中不致产生严重的晶间腐蚀。

4.Ni-Cu合金

Ni-Cu合金也称Monel合金，其成分（质量百分数）Cu0.27～0.29，Fe 0.02～0.03，Mn 0.012～0.018，其余为Ni。Ni和Cu可形成无限固溶体，当合金中摩尔分数XNi＜0.50时，其耐蚀性接近于Cu，反之，其耐蚀性接近于Ni。因此，在一般腐蚀介质中，Ni-Cu固溶体合金与铜或镍相比，更具优越性。Monel合金最突出的特点是，在各种浓度和温度的氢氟酸中非常耐蚀，其耐蚀性仅次于铂和银。

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) ，它是一种在海水、化学溶剂、氨硫氯、氯化氢、各种酸性介质如硫酸、氢氟酸、盐酸、磷酸、有机酸，碱性介质、盐和熔融盐中具有良好耐腐蚀性能的镍基合金材料，一般不产生应力腐蚀裂纹。Monel400合金同时具有良好的机械性能，切削性能良好，从低温到高温广泛的使用温度，具有良好的焊接性能和中、高强度。Monel400主要应用于化学和石油化工以及海洋开发等领域。可用来制造各种换热设备、锅炉给水加热器、石油和化工管线、容器、塔、槽、阀门、泵、反应釜、轴等。

结语

镍及镍合金一直在不断发展，衍生出新的合金材料，推动工业的发展。它们有着相当优越的环境适应能力，抗腐蚀能力相当可靠。针对各种行业的特殊环境，合理选材，都有针对性的解决方案。并且，它们绝大多数是作为成熟的商业化产品，完全可以满足各种需求。

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