高性能镍合金：优化维护、修理与运营的利器

镍基超级合金之所以具有吸引力，是因为它们耐腐蚀和抗氧化。高性能镍合金的种类包括 Incoloy 、 Hastelloy 、 Inconel 和 Monel 。每种合金都具有特定的特性，使其适用于 MRO 应用。特别是，每种合金都具有特定的加工和焊接特性，使其更高效且更能抵抗腐蚀和磨损。

• Incoloy

Incoloy 是由专门从事高性能镍合金发明、生产和分销的特种金属公司生产的一系列超级合金，其中包括 inconel 和 monel。

Incoloy 是一种可时效硬化的镍 - 铁 - 铬合金，含有少量的钼、铜、钛和铝。目前共有 22 种 Incoloy 等级，广泛应用于石油和天然气井管道、化工处理、热交换器、核设施和碳化设备等领域。

Incoloy 最适合于在湿式环境（如管道系统或管道）中抵抗腐蚀。它还可以在长时间高温暴露期间保持其奥氏体结构。

Incoloy 最佳加工温度为 1600°F（850°C）至 2150°F（1175°C）。为了获得最佳效果，建议在时效硬化前对材料进行粗加工，热处理后再进行精加工。在 1600°F（870°C）至 1800°F（980°C）的温度下对 Incoloy 进行时效处理和热加工后，可获得其最大耐腐蚀性和强度。对某些 Incoloy 等级进行冷加工，使其表现得类似于其他等级，例如，冷加工后的 Incoloy 925 除具有更高的加工硬化率外，其他性能与 825 级相似。

焊接 Incoloy 的最佳方法是使用气体金属弧焊（GMAW）或气体钨极弧焊（GTAW）。对于前者，不建议在 “喷射弧” 金属转移模式下超过 180 安培的电流。

• Hastelloy

Hastelloy 是由 Haynes International, Inc. 注册的高性能镍合金。Hastelloy 的主要合金成分通常是过渡金属镍，含有各种比例的铜、铁、铝和钛。常见的 Hastelloy 等级包括 C276 和 C22。Hastelloy 特别能抵抗高温和高应力环境，是铁基合金在耐腐蚀性方面的一个很好的替代品。

Hastelloy 的焊接特性与奥氏体不锈钢相似，因此在适当的操作下并不难焊接。焊接 Hastelloy 的首选方法是 GTAW、GMAW 和焊条电弧焊（SMAW）。其他不太常见的焊接方法包括等离子弧焊、电阻点焊、激光束焊、电子束焊和埋弧焊。

在焊接 Hastelloy 时，需要记住的一个重要问题是清洁度。来自油脂、油类、铅硫等熔点低于镍的元素的污染会导致严重问题。

• Inconel

Inconel 的主要合金成分是镍 - 铬。它能抵抗氧化和腐蚀，特别是氯离子应力腐蚀开裂。这使其非常适合高温高压环境。目前共有 25 种 Inconel 等级，常用于化工和食品加工、炉组件以及航空航天和陆基燃气轮机部件（如喷气发动机）。

当 Inconel 被加热时，它倾向于形成一层 thick and stable passivating oxide layer，保护任何表面免受损害。由于 Inconel 倾向于快速加工硬化，焊工需要通过使用硬质工具进行缓慢但积极的切割，以减少焊道数量，特别是在处理 inconel 718 等时效硬化等级时。其他常见的 inconel 合金包括 inconel 600、601、625、825 和 x-750。

Inconel 还倾向于在热影响区微观结构级别开裂和分层，这增加了焊接它的难度。克服这种倾向的推荐方法是通过 GTAW 和电子束焊接。

• Monel

Monel——正如我们之前讨论过的——对高温特别 resistant。它主要由镍和铜组成，还含有铁、碳、锰和硅等各种比例的成分。Monel 高度耐腐蚀，比纯镍更强。它对氢氟酸、海水、碱和硫酸的 resistance 使其非常适合海洋和化学环境。

与 inconel、incoloy 和 hastelloy 相比，Monel 更容易加工和焊接。通常建议使用冷拉、消除应力的填充材料，以获得最佳的加工性能和最光滑的表面光洁度。Monel 也可以通过广泛的常见方法进行焊接，包括 GTAW、GMAW 和 SMAW。