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,，保護表面免受進一步侵蝕。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?。┑V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,。