鎳鉻合金的工程應用

包奕江BAO Yi-jiang

（西北工業大學，西安710072）

1 介紹

鎳鉻合金是鎳、鉻和鐵（可能還有其他元素）的任何一種合金。鎳鉻酸鹽的化學式是NiCr。對于含鐵的樣品，化學式為NiFeCr[1]。

2 鎳鉻合金的歷史發展

1906年，鎳鉻合金，一種鎳和鉻的混合物被開發出來。它不氧化時，紅熱和大多數電加熱器使用鎳鉻合金線在火粘土支持。近年來，鎳鉻酸鹽在工業領域得到了廣泛的應用。它是現代工業中最重要的合金之一。

3 化學成分和制造方法

普通的鎳鉻合金的質量是80%的鎳和20%的鉻，但還有許多其他的金屬組合用于各種用途。在鎳鉻合金的微觀結構中，化學鍵主要由金屬鍵組成。不同成分的鎳鉻合金會有不同的微觀結構。圖1 顯示了70%鎳和30%鉻的鎳鉻合金的微觀結構。鎳鉻酸鹽是一種面心立方（FCC）固溶體。有奧氏體，珠光體，在加熱和冷卻過程中，貝氏體等組織在鎳鉻合金中的分布[2]。它具有抗氧化性（因為氧化層附著）和抗蠕變性。由于合金濃度高，它的電阻率很高。這些特性使鎳鉻酸鹽可用于電爐加熱元件。

制造鎳鉻合金的第一步是選擇可用的最純凈的原材料，以達到所需的化學成分。正確的化學成分對于使不同的合金具有一致和必要的性能是必要的。然后這些合金被熔化，熱軋，并使用最先進的技術加工到最終尺寸。統計過程控制工具用于監控每一步的所有過程，以確保最終產品的最佳質量。在確定鎳鉻酸鈉的制作過程之前，先進行詳細的練習，利用失效模式效應分析（FEMA）和實驗設計（DOE）等概念進行理論估計[3]。鎳鉻酸鹽的制造方法如圖2 所示。

圖1 70%鎳和30%鉻的鎳鉻合金的微觀結構

圖2

4 鎳鉻合金作為材料的優缺點

鎳鉻酸鹽的主要性能是高熱膨脹、高熔點、高耐腐蝕、高抗氧化。鎳鉻酸鹽最重要的優點是抗氧化性。抗氧化能力可以歸因于形成了一個高度粘附的保護層。當在制造過程中被加熱時，它會形成一層薄薄的氧化鉻，這使它幾乎不被氧化。

鎳鉻酸鹽的缺點包括價格高和使用溫度相對較低（使用溫度指的是某一特定產品在應用于基板時所能承受的最低和最高溫度[4]）與鐵鋁合金相比。

5 鎳鉻合金在日常生活中的應用

鎳鉻合金是關鍵材料之一，在工業領域（關鍵材料供應的風險約束，有環境的影響，經濟成本，價格波動，認為經濟重要和難以替代的結果它們獨特的屬性或經濟原因[5）]是應用廣泛的材料電飯煲加熱絲。有些假牙是由鎳鉻合金制成的。它還應用于摩托車消聲器的制造。圖3、圖4、圖5、圖6 和圖7 分別顯示了鎳鉻酸鹽的五種應用。

圖3 鎳鉻合金人工假牙

圖4 摩托車消音器

圖5 吹風機加熱絲

圖6 白熾燈燈絲

圖7 面包機加熱電阻絲

6 總結

鎳鉻酸鹽是現代工業中一種重要而高效的材料。雖然它的價格不低，制作會對環境產生一些負面影響，但它也有很多優點，是工程材料的重要組成部分。