镍和镍基合金

镍是一种化学元素，化学符号Ni，原子序数28。它是一种银白色有光泽的金属，略带金色。它是在室温下具有铁磁性的四种元素之一，另外三种是铁、钴和钆。

镍基合金

镍合金镍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 分离并归类为化学元素，他最初将其矿石误认为是铜矿物。其最重要的矿石矿物是红土，包括褐铁矿和石榴石，以及镍黄铁矿。主要生产基地包括加拿大的萨德伯里地区、俄罗斯的新喀里多尼亚和诺里尔斯克。

纯镍显示出显着的化学活性，但由于形成了保护性氧化物表面——类似于铬、铝和钛等其他金属，因此在环境条件下反应缓慢。由于这种在空气中的持久性和缓慢的氧化速度，镍被认为是耐腐蚀的。

纯镍显示出显着的化学活性

历史上，它被用于电镀金属，如铁和黄铜，用于化学设备，以及某些合金，如德国银。世界上约 6% 的镍产量仍用于耐腐蚀纯镍电镀。镍是硬币的常见成分，但为此目的在很大程度上已被更便宜的铁所取代，特别是因为这种金属已被证明是某些人的皮肤过敏原。

飞机发动机中的镍合金

铝镍钴

Alnico 是指铁合金的首字母缩写词，除铁外，主要由铝 (Al)、镍 (Ni) 和钴 (Co) 组成，因此是铝镍钴，并添加铜，有时还添加钛。铝镍钴合金是铁磁性的，具有高矫顽力（抗失磁），用于制造永磁体。在 1970 年代开发稀土磁铁之前，它们是最强的磁铁类型。该系列合金的其他商品名称是：Alni、Alcomax、Hycomax、Columax 和 Ticonal。

Alnico 制造的扬声器

铝镍钴合金的成分通常为 8–12% Al、15–26% Ni、5–24% Co、最多 6% Cu、最多 1% Ti，其余为 Fe。铝镍钴合金的开发始于 1931 年，当时日本的 T. Mishima 发现铁、镍和铝的合金具有 400 奥斯特 (Oe) 的矫顽力，是当时最好的磁钢的两倍。

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铝镍钴合金

铝镍钴合金可制造强永磁体，并可被磁化以产生强磁场。在更常见的磁铁中，只有稀土磁铁，如钕和钐钴，强度更高。Alnico 磁铁在其磁极产生的磁场强度高达 1500 高斯（0.15 特斯拉），大约是地球磁场强度的 3000 倍。一些品牌的铝镍钴合金是各向同性的，可以在任何方向有效磁化。其他类型，例如 alnico 5 和 alnico 8，是各向异性的，每个都具有优选的磁化方向或取向。

明矾

Alumel 是一种合金，由大约 95% 的镍、2% 的锰、2% 的铝和 1% 的硅组成。这种磁性合金用于热电偶和热电偶延长线。Alumel 是 Hoskins Manufacturing Company 的注册商标。

铝制热电偶线

铝的性质：

电阻率：0.294 ??m

导热系数：30 W/m/K

在热电偶中，明矾常与铬合金一起使用形成 K 型热电偶。

铬合金

Chromel 是一种由大约 90% 的镍和 10% 的铬制成的合金，用于制造 ANSI E 型（铬镍 - 康铜）和 K（铬镍 - 铝）热电偶的正极。它可以在氧化气氛中使用高达 1100 °C。Chromel 是 Hoskins Manufacturing Company 的注册商标。

铬合金线

Chromel A 是一种合金，含有 80% 的镍和 20% 的铬（按重量计）。它因其优异的耐高温腐蚀和氧化性能而被使用。它通常也称为Nichrome 80-20，用于电加热元件。

白铜

白铜或铜镍（有时被错误地称为“白铜”）是一种铜合金，含有镍和铁和锰等强化元素。白铜在海水中具有很强的耐腐蚀性，因为它的电极电位相对于海水被调整为中性。因此，它被用于海水系统中的管道、热交换器和冷凝器以及船用硬件，有时也用于高级拖船、渔船和其他工作船的螺旋桨、曲轴和船体。

白铜管

更常见的用途是银色现代流通硬币。典型的混合物是 75% 的铜、25% 的镍和微量的锰。过去，真银币是用白铜贬值的。尽管铜含量高，但铜镍合金的颜色却是显着的银色。它用于热电偶，电阻随温度变化而稳定的电阻器包含 55% 铜 - 45% 镍合金康铜。

镍铁

2008 年，主要的镍铁生产国是日本（301,000 吨）、新喀里多尼亚（144,000 吨）和哥伦比亚（105,000 吨）。如果将中国排除在外，这三个国家合计约占世界产量的 51%。乌克兰、印度尼西亚、希腊和马其顿按总产量从高到低的顺序，均生产了 68,000 吨至 90,000 吨镍铁，占额外 31%，不包括中国。

镍铁

中国被排除在统计数据之外，因为除了一系列常规镍铁品位外，其工业还生产了大量镍生铁，估计总产量为 590,000 吨毛重。个别中国产品的镍含量从大约 1.6% 到高达 80% 不等，具体取决于客户的最终用途。

镍银

镍银，也称为德国银、Argentann、paktong、新银、镍黄铜或羊驼毛（或羊驼毛），是一种含镍且常含锌的铜合金。通常的配方是 60% 的铜、20% 的镍和 20% 的锌。镍银首先作为镀银餐具和其他银器的贱金属流行起来，特别是被称为 EPNS（电镀镍银）的电镀器皿。

镍银制品

它用于拉链、质量更好的钥匙、人造珠宝、用于制作乐器（例如钹、萨克斯管），并且由于其氧化物具有导电性，因此更适合用于电动模型铁路布局中的轨道。它广泛用于生产硬币（例如东德马克、葡萄牙埃斯库多）。它的工业和技术用途包括耐腐蚀的船用配件和管道装置，以及具有高电阻的加热线圈。

哈氏合金

Hastelloy 是 Haynes International, Inc. 的注册商标名称。该商标用作一系列 22 种不同的高耐腐蚀金属合金的前缀名称，这些合金由冶金行业在材料术语“超级合金”或“高-性能合金”。主要的合金成分通常是过渡金属镍。在该商标名称的每个子类别中，其他合金成分都添加到镍中，包括不同百分比的元素钼、铬、钴、铁、铜、锰、钛、锆、铝、碳和钨。

哈氏合金阀门

哈氏合金超级合金的主要功能是在中度至重度腐蚀和/或易腐蚀环境中的高温、高应力服务下有效存活，在这些环境中更常见和更便宜的铁基合金会失效，包括一些核反应堆的压力容器、化学反应堆、蒸馏设备和化工行业的管道和阀门。

铬镍铁合金

Inconel 是 Special Metals Corporation 的注册商标，指的是一系列奥氏体镍铬基高温合金。Inconel合金通常用于高温应用。它通常在英语中称为“Inco”（或偶尔称为“Iconel”）。Inconel 的常见商品名称包括：Inconel 625、Chronin 625、Altemp 625、Haynes 625、Nickelvac 625 和 Nicrofer 6020。Inconel 合金是抗氧化和耐腐蚀材料，非常适合在极端环境中使用。

由 Inconel 制成的航空航天形状

加热时，Inconel 会形成一层厚厚的、稳定的钝化氧化层，保护表面免受进一步侵蚀。铬镍铁合金在很宽的温度范围内保持强度，对于铝和钢由于热诱导的晶体空位而屈服于蠕变的高温应用具有吸引力（参见阿伦尼乌斯方程）。Inconel 的高温强度是通过固溶强化或沉淀强化发展起来的，具体取决于合金。在时效硬化或沉淀强化品种中，少量铌与镍结合形成金属间化合物 Ni3Nb 或伽马素。Gamma prime 形成小立方晶体，可在高温下有效抑制滑动和蠕变。

蒙乃尔

Monel 是 Special Metals Corporation 的一系列镍合金的商标，主要由镍（高达 67%）和铜组成，还有一些铁和其他微量元素。蒙乃尔合金由国际镍业公司首席冶金学家大卫·H·布朗 (David H. Browne) 创建。

蒙乃尔合金管

蒙乃尔合金 400 是二元合金，镍和铜的比例与萨德伯里（安大略省）矿山的镍矿中天然存在的比例相同。Monel 以公司总裁 Ambrose Monell 的名字命名，并于 1906 年获得专利。一个 L 被删除，因为当时不允许姓氏作为商标。

镍铬合金

Nichrome 是由 Driver-Harris 公司生产的镍、铬和通常铁的非磁性合金的商标，通常用作电阻丝。常见的合金按质量计为 80% 的镍和 20% 的铬，但还有许多其他合金可以适应各种应用。它呈银灰色，耐腐蚀，熔点高，约为 1400 °C (2552 °F)。

镍铬丝

由于其较高的电阻率和在高温下的抗氧化性，被广泛应用于电热元件，如吹风机、电烤箱、烙铁、烤面包机，甚至电子烟。通常，镍铬合金以一定的电阻绕成线圈，然后通过电流以产生热量。

镍钛

镍钛，也称为镍钛诺，是镍和钛的金属合金，其中两种元素的原子百分比大致相等。镍钛诺合金具有两个密切相关且独特的特性：形状记忆和超弹性（也称为伪弹性）。

形状记忆是指镍钛诺在某一温度下发生变形的能力，然后在加热到其“转变温度”以上时恢复其原始的、未变形的形状。超弹性发生在刚好高于其转变温度的狭窄温度范围内；在这种情况下，不需要加热就可以使未变形的形状恢复，并且材料具有巨大的弹性，大约是普通金属的10-30倍。