铬、钼、钨、铜、铁、硅、铌、钽、钛、铝、氮元素在镍基合金中的作用

  纯镍对可改善其耐蚀性的元素，例如铬、钼、铜、钨等具有较高的溶解度， 可容纳更多数量的有效元素（单独加入或复合加入），因此可形成多种二元和多元合金，合金元素的作用不尽相同，这里仅定性地描述合金元素的作用，其对性能的定量影响，将在后续章节中予以详细介绍。

 1. 铬

  铬是使镍成为不锈并在氧化性介质中具有良好耐蚀性的唯一可工业应用的合金元素。铬可强烈地改善镍在强氧化性介质（例如HNO₃> H₂CrO₄和 热浓H₃PO₄、湿法磷酸等）中的耐蚀性，共耐蚀性随铬含量的提高而增加；铬赋予镍以高温抗氧化性能；铬提高镍在高温含硫气体中的耐蚀性。此外，在Ni-Mo 二元合金中，铬可抑制有害的Ni<Mo相的析出。在镍基合金和铁镍基耐蚀合金中，尽管有的合金中的铬含量（质量分数）已高达50%,但在通常合金中的铬含量为15%~35%。

 2. 钼

  钼主要改善镍在还原性酸性介质中的耐蚀性，在盐酸、湿法磷酸、 氢氟酸，浓度≤60% 硫酸中，钼是使镍基合金具有良好的耐蚀性不可缺少的重要合金元素。在点蚀和缝隙腐蚀环境中，钼强烈提高镍基合金的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能。工业二元Ni-Mo 耐蚀合金中的钼含量（质量分数）高达28%；在 Ni- Cr-Mo系耐蚀合金中，钼含量已达24%。此外，钼是一个固溶强化元素，对提高合金的强度和高温使用的超级合金也是一重要的合金化元素。

 3. 钨

  钨的行为类似于钼，主要改善镍基耐蚀合金耐点蚀和耐缝隙腐蚀等局部腐蚀性。然而因为钨的相对原子质量较高，为达到相同的耐蚀性，钨的加入量应为钼的两倍，显著地增加了合金的成本，致使降低了钨的可利用性。然而在含钼为13%~16% （质量分数）的Ni-Cr-Mo合金中，加入3% ~4%（质量分 数）的钨,使合金具有优异的耐局部腐蚀性能。

 4. 铜

  铜有显著改善镍在非氧化性酸中的耐蚀性，特别是铜含量为30%~40%的蒙乃尔合金，在不通气的硫酸中具有适用的耐蚀性，在不通气的全浓度的HF酸中，具有优异的耐蚀性。在Ni-Cr-Mo-Fe系的铁镍基耐蚀合金中，加入 2%~3% （质量分数）的铜,使之在HCl、H₂SO₄和H₂PO₄中的耐蚀性得以明 显改善。铜亦改善Ni-Cr-Mo合金在HF酸中的耐蚀性。

 5. 铁

  在镍基合金中，加入铁的主要目的是减少成本。然而，铁改善了镍基耐蚀合金在浓度大于50%的H₂SO₄中的耐蚀性；在Ni-Mo合金中，铁抑制有害相Ni₄Mo的析出，减少了在Ni-Mo合金加工制作中的裂纹敏感性。此外，铁可增加碳在镍中的溶解度，因此可改善合金对晶间腐蚀的敏感性和提高其抗渗碳性能。

 6. 硅

  在变形镍基耐蚀合金中，因硅具有稳定碳化物和促进有害金属间相形成的功能，必须严格控制，例如Ni-Cr-Mo-W合金(Hastelloy C-276)，硅含量(质量分数)必须控制在0.08%以下，作为合金元素，其主要功能是提高合金在热浓硫酸中的耐蚀性，硅含量可高达9%~11%,以铸件形式应用于不同工业部门。

 7. 铌、钽

  为减少镍基和铁镍基耐蚀合金的晶间腐蚀敏感性，加入铌和钽以防止有害的碳化物析出，在AOD引入镍基合金生产后，可将碳含量降到更低水平，似乎已没有必要再加入铌和钽,它们的另一重要作用是减少在焊接时的热裂纹倾向。

 8. 钛

  钛是强烈碳化物形成元素，在镍基和铁镍基耐蚀合金中碳的溶解度较在铁基合金中低，即使在较低碳含量的情况下，也难于避免有害碳化物的析出，加入钛可窃取合金中的碳，减少或抑制有害的M₂₃C₆和M₆C的析出，减少合金的晶间腐蚀敏感性。钛也可作为时效强化元素，通过时效处理提高合金的强度。

 9. 铝

  在耐蚀合金中，铝作为脱氧剂残留于合金中或为了使耐蚀合金具有时效强化反应达到提高强度的目的而有意加入。铝的另一作用是在高温可形成致密黏附性好的氧化膜，提高了合金耐氧化、耐渗碳和抗氯化的性能。

 10. 氮

  在铁镍基耐蚀合金中，氮可明显改善合金的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能，甚至可达到相当于高镍耐蚀合金的水平。