镍基合金熔化用什么坩埚

① 坩埚的种类

1．石英坩埚可在1650度以下使用，分透明和不透明两种。用电弧法制的半透明石英坩埚是拉制大直径单晶硅，是发展大规模集成电路必不可少的基础材料。当今，世界半导体工业发达国家已用此坩埚取代了小的透明石英坩埚。它具有高纯度、耐温性强、尺寸大、精度高、保温性好、节约能源、质量稳定等优点。
2、不能和HF接触，高温时，极易和苛性碱及碱金属的碳酸盐反应。
3．石英坩埚适于用K2S2O7，KHSO4作熔剂熔融样品和用Na2S207(先在212度烘干)作熔剂处理样品。
4．石英质脆，易破，使用时要注意。
5．除HF外，普通稀无机酸可用作清洗液。 1．可耐热1200度左右使用
2．适用于K2S2O7等酸性物质熔融样品。
3．一般不能用于以NaOH、Na2O2、Na2CO3等碱性物质作熔剂熔融，以免腐蚀瓷坩埚。瓷坩埚不能和氢氟酸接触。
4．瓷坩埚一般可用稀盐酸煮沸清洗涤。 主词条：刚玉坩埚
1．刚玉坩埚是由多孔熔融氧化铝组成，质坚而耐熔。
2．刚玉坩埚适于用无水Na2C03等一些弱碱性物质作熔剂熔融样品，不适于用Na 202、NaOH等强碱性物质和酸性物质作熔剂(如K2S 207等)熔融样品。
另：日语中，坩埚（RUTUBO）意为“困境”，动漫作品中又译作“漩涡”或者“泥沼”。(此处系误读，实际上坩埚日语罗马音应该写为Rutsubo。) 主词条：石墨坩埚
石墨坩埚的主体原料，是结晶形天然石墨。故它保持着天然石墨原有的各种理化特性。
石墨坩埚具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应变性能。对酸，碱性溶液的抗腐蚀性较强，具有优良的化学稳定性。
石墨坩埚，因具有以上优良的性能，所以在冶金、铸造、机械、化工等工业部门，被广泛用于合金工具钢的冶炼和有色金属及其合金的熔炼。并有着较好的技术经济效果。 用金属铂制作，是差热分析仪的备件，用于加热非金属材料。如;玻璃纤维地生产，玻璃拉丝等。
不可接触：①固体K2O、Na2O、KNO3、NaNO3、KCN、NaCN、Na2O2、Ba（OH)2、LiOH等；
②王水、卤素溶液或能产生卤素的溶液；
③易还原金属的化合物及这些金属；
④含碳的硅酸盐、磷、砷、硫及其化合物。 镍的熔点为1455摄氏度，用镍坩埚熔样温度不宜超过700℃，因为在高温时，镍易被氧化。
镍的抗碱性和抗侵蚀能力都较强，故镍坩埚常用于熔融铁合金、矿渣、粘土、耐火材料等。镍坩埚适用于NaOH、Na2O2、NaCO3以及含有KNO3的碱性熔剂熔融样品，不能用KHSO4、NaHSO4、K2S2O7或Na2S2O7以及含硫的碱性硫化物熔剂熔融样品。
熔融态的Al、Zn、Pb、Sn、Hg等金属盐，都能使镍坩埚变脆。镍坩埚不能用于沉淀的灼烧。硼砂也不能在镍坩埚中熔融。
镍坩埚中常含有微量的铬，使用时应该注意。新的镍坩埚应先在马佛炉中灼烧成蓝紫色，以除去表面的油污，然后用1:20（体积比）盐酸煮沸片刻，再用水冲洗干净。 金也是贵金属，耐腐蚀性很强，但因其熔点较低（1063℃），限制了它的使用范围。熔融的碱金属氢氧化物对金不侵蚀，做这种熔融用金坩埚较好。
注意：金在高温煤气灯上加热会熔化（绝不可使黄金接触王水） 银比金价廉，它也不受氢氧化钾或钠的侵蚀，在熔融状态下仅在接近空气的边缘略起作用。但银的熔点为960℃，不能在火上直接加热，银加热后表面生成一层氧化银，氧化银在高温下不稳定，在200℃以下稳定。银易与硫作用生成硫化银，不可在银坩埚中分解和灼烧含硫的物质，不许使用碱性硫化熔剂。熔融状态时铝、锌、锡、铅、汞等金属盐都能使银坩埚变脆。银坩埚不可用于熔融硼砂，浸取熔融物时不可使用酸，特别是不可接触浓酸，银坩埚的质量经灼烧会变化，故不适于沉淀的称量。

② 熔化合金钢（不锈钢）用什么坩埚最好

采纳的答案是错误的，至少是大炮打蚊子。用镁砂坩埚就可以了，或者直接用镁砂做炉衬完全可以，成熟工艺，氧化锆坩埚一般熔化更高温度的金属并且还要附加值要高，因为生产用氧化锆坩埚很贵的。

③ Ni基材料的焊接问题

由于镍及镍基合金具有独特的物理、化学和耐蚀性能，同时又具有良好的高温和低温力学性能，因此镍及镍基合金在化学、石油、航天、航海和原子能等许多领域得到了广泛的应用。着重阐述了镍及镍基合金的焊接特点及其在焊接中常见缺陷的产生原因和防止措施。

引 言

镍是重要的有色金属，纯镍有很高的强度和塑性，它对许多浸蚀性介质均有良好的耐蚀性，对所有的碱性溶液非常稳定，在硝酸中也不容易溶解。因此常用镍及镍基合金来制造石油化工设备。在核反应堆工程中高镍合金应用甚广，如换热器等设备为了避免应力腐蚀，目前国外广泛采用因康镍600或因康洛依800等材料代替1Crl8Ni9Ti不锈钢。因为镍对氧酸有较好的耐蚀性，故在制造浓缩铀的核燃料扩散厂中，也大量应用镍。此外，镍合金具有耐热性和热强性能，所以在航空工业中也应用广泛。

1 化学成分和机械性能

常用镍基合金的化学成分见表1。

2 镍及镍基合金的焊接特点和要求

2．1 焊前清理

镍及镍基合金获得成功焊接最重要的是清理，焊前要严格将焊接坡口及两侧15mm范围内清理干净，尤其要去除表面的氧化层。因为焊接过程中Ni能与P、S、Pb、AI或低熔点的物质形成脆化元素。由于氧化物(一般在540℃以上形成)的熔点高(2 040 ℃)而镍的熔点低为1 400 ℃，因而易造成未熔合。另外在镍及镍基合金焊接中的主要有害杂质锌(Zn )、硫(S)、碳(C)、铋(Bi)、铅(Pb)、镉(Cd)等能增加镍基合金的焊接裂纹倾向；氧、氢、一氧化碳等气体在熔化的镍中溶解度极大，而在固态下溶解度大大减小，溶解度的变化是在熔化焊中引起气孔的主要原因。见表1~表2。

2．2 焊接接头形式

由于镍及镍基合金熔焊与钢相比具有导热性差，粘性强，熔深较浅，焊缝较高，易形成道间和层间熔合不良，为保证熔透，应选用较大的坡口角度和较小的钝边。同时焊接时尽量采取摆动焊(摆动焊缝宽度不大于焊条直径的3倍)，摆动至2边稍停顿使之熔合良好。

2．3 工艺参数的控制

镍及镍基合金焊接时应选用较小的焊接线能量并严格控制层间温度。由于镍及镍基合金导热性差，如果焊接电流过大，电弧电压过高，焊接速度较慢及层间温度过高都易使焊接接头过热，产生粗大的晶粒，在粗大的柱状晶粒边界上，集中了一些低熔点共晶体，他们的强度低，脆性大，在焊接应力的作用下很容易形成裂纹。这些低熔点共晶体主要有Ni—s共晶、Ni—Pb共晶、Ni—NiO和Ni—P共晶等。由此可见，焊缝中氧、硫、铅、磷等杂质对热裂纹倾向有很大的影响。另外产生粗大晶粒也会使焊接接头的机械性能和耐蚀性能下降。因此在保证熔合良好的情况下尽量选用较小的焊接电流，较低的电弧电压和较快的焊接速度，氩弧焊时焊接电流必须衰减，衰减时间4~6秒为好。同时应严格控制层间温度在150℃ 以下(必要时100℃ 以下)，避免焊接接头过热产生热裂纹。

2．4 镍及镍基合金焊缝表面成形的控制

镍及镍基合金焊缝应尽量凸起，自然成形，尽量不使焊缝拉平或凹下。由于镍及镍基合金焊缝金属表面张力大，流动性差，粘性大不易成形和易产生氧化等因素，自然成形的焊缝一般为凸状，如果焊缝是平坦或下凹状就会由于应力的作用产生裂纹。因此在单面焊双面成形时手弧焊背面最好加垫板，氩弧焊时除加强对正面焊缝的气体保护外，氩弧焊背面必须加气体保护装置。

2．5 预热和焊后热处理

镍及镍基合金焊接一般情况下不需预热和热处理，只是在耐蚀堆焊时考虑适当的预热和热处理。

3 常见缺陷产生原因及防止措施

由于镍基具有单相组织，焊接时存在与奥氏体不锈钢相类似的问题，在焊接时比较容易出现焊缝气孔，焊接热裂纹，未熔合，变形量过大，咬边等缺陷。在实际生产中经常遇到且危害较大的是焊缝气孔和焊接热裂纹。

3．1 焊缝气孔

3．1．1 焊缝气孔的产生原因

(1)氧气、氢气、二氧化碳气体在熔化的液态镍基合金中溶解度极大，而在固态溶解度大大减小，镍基合金焊接过程中从高温变冷时，气体在熔敷金属的溶解度也随之下降，游离出来的气体在流动性较差的液态镍中不能在镍基合金焊缝凝固前完全逸出而形成气孔。

(2)焊接坡口及其两侧的油污、水分、灰尘及氧化层清理不干净。

(3)焊接电流及电弧电压较低，焊接速度过快焊接热能量低。

(4)焊枪气体保护喷嘴直径较小，保护气体流量过低，气体保护效果不良。

(5)焊条烘干不良，烘干温度计保温时间不够。

3．1．2 焊缝气孔的防止措施

(1)采用含有脱氧元素或形成氧化物(如铝和钛，它们与氧和氮有较强的亲和力并形成稳定的化合物)的焊条或焊丝可减少气孔。

(2)焊接坡口及其两侧用专用砂轮或不锈钢丝刷将氧化层清除干净，并用丙酮和无水乙醇去除其表面油污、水分、灰尘等有害物质。

(3)选用适宜的焊接电流、电弧电压和焊接速度即焊接线能量进行施焊，使有害气体在熔敷金

属凝固前充分逸出。

(4)选用直径较大的焊枪气体保护喷嘴使其对熔敷金属有足够的气体保护面积，并选用适当的气体保护流量，使其具有良好的气体保护效果，防止空气中的氢、氧、氮等有害气体侵入熔池金属

中。

(5)严格按规定的烘干温度和保温时间对所使用的焊条进行烘干，使用时将焊条放置在保温筒中。

3．2 焊接热裂纹

3．2．I 焊接热裂纹的产生原因

(1)焊缝热脆性是由于硫、铅、磷或低熔点共晶体混入，它们形成晶间薄膜引起高温下的严重脆化，焊缝金属的热裂纹一般是由于低熔点夹杂物从表面沿晶间渗透而引起的。

(2)焊接坡口及其两侧的污物清理不干净其油污中的硫常常引起镍基合金焊缝产生热裂纹。

(3)焊缝表面凸凹不平引起应力集中而产生裂纹。

(4)收弧时没有填满弧坑和电流衰减时间较短，收弧处熔敷金属量少出现弧坑其强度比较薄弱，在相变应力和拘束应力的作用下产生收弧处微裂纹。

(5)焊接电流过大，焊接速度较慢，焊接线能量较大，层间温度过高使焊接接头过热产生粗大晶粒，在粗大晶粒边界上集中了一些低熔点共晶体他们的强度低脆性大，在焊接应力的作用下很容易形成热裂纹。

3．2．2 焊接热裂纹的防止措施

(1)选用硫、磷含量较低的镍基合金焊材以防止熔敷金属中低熔点夹杂物的产生。

(2)焊接坡口及其两侧的污物及氧化层必须清理干净，防止硫、铅、磷或低熔点杂质混入熔敷金属中。

(3)焊缝表面应均匀平整。无局部凸凹不平存在，以防止由于局部应力集中而产生裂纹。镍基合金焊缝成形以均匀凸起的自然成形为好。

(4)收弧时必须采取多次填弧坑的方法将弧坑均匀填满。氩弧焊收弧时电流衰减时间要长，并电流衰减至最小程度，使收弧处无任何凹陷存在。

(5)选用的焊接电流、电弧电压和焊接速度必须适当，即在保证熔合良好的情况下尽量选用较小的焊接线能量和较低的层间温度，以防止焊缝及热影响区过热而产生热裂纹。

4 结束语

通过对镍及镍基合金的焊接特点和镍及镍基合金焊接中常见缺陷的分析，我们在焊接镍及镍基合金时应注意以下几个方面：镍及镍基合金获得成功焊接的前提条件是做好焊前清理。镍及镍基合金焊接在保证熔合良好的前提下应选用较小的焊接线能量，同时要严格控制层间温度。镍及镍基合金焊接应选用较大的坡口角度和较小的钝边。镍及镍基合金焊缝表面成形应尽量凸起，自然成形，尽量不使焊缝拉平或凹下。镍及镍基合金焊接一般情况下不需预热和热处理，只是在耐蚀堆焊时考虑适当的预热和热处理。

④ 镍基合金

镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。高温合金按照基体的不同，分为：铁基高温合金，镍基高温合金与钴基高温合金。其中镍基高温合金简称镍基合金。

高温合金的牌号

高温合金牌号，采用规定的符号和阿拉伯数字表示。

变形高温合金牌号，采用．“GH”字母组合作前缀(“G”、“H”分别为“高”、“合”汉语拼音的首位字母)，后接四位阿拉伯数字。“GH”符号后第一位数字表示分类号，即：

1——表示固溶强化型铁基合金；

2——表示时效硬化型铁基合金；

3——表示固溶强化型镍基合金；

4——表示时效硬化型镍基合金；

5——表示固溶强化型钴基合金；

6——表示时效硬化型钴基合金。

“GH”符号后第二、三、四位数字表示合金的编号。

铸造高温合金牌号，采用符号“K”作前缀，后接三位阿拉伯数字。“K”符号后第一位数字表示分类号，即：

2——表示时效硬化型铁基合金；

4——表示时效硬化型镍基合金；

6——表示时效硬化型钴基合金。

“K”符号后第二、三位数字表示合金的编号。

焊接用高温合金丝牌号，在变形高温合金牌号前缀符号“GH”之前加“H”符号(“H”为“焊”字汉语拼音首位字母)，即采用“HGH”作前缀，后接四位阿拉伯数字。四位阿拉伯数字表示含意与变形高温合金相同。例如：

GH1131：表示固溶强化型铁基变形高温合金；

GH2132：表示时效硬化型铁基变形高温合金；

GH3044：表示固溶强化型镍基变形高温合金；

GH4169：表示时效硬化型镍基变形高温合金；

K211：表示时效硬化型铁基铸造高温合金；

K403：表示时效硬化型镍基铸造高温合金；

K640：表示时效硬化型钴基铸造高温合金；

HGH1140：表示固溶强化型铁基焊接高温合金丝；

HGH4145：表示时效硬化型镍基焊接高温合金丝。

高温合金主要牌号：

固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696

固溶强化型镍基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600