鎳基合金熔化用什麼坩堝

① 坩堝的種類

1．石英坩堝可在1650度以下使用，分透明和不透明兩種。用電弧法制的半透明石英坩堝是拉制大直徑單晶硅，是發展大規模集成電路必不可少的基礎材料。當今，世界半導體工業發達國家已用此坩堝取代了小的透明石英坩堝。它具有高純度、耐溫性強、尺寸大、精度高、保溫性好、節約能源、質量穩定等優點。
2、不能和HF接觸，高溫時，極易和苛性鹼及鹼金屬的碳酸鹽反應。
3．石英坩堝適於用K2S2O7，KHSO4作熔劑熔融樣品和用Na2S207(先在212度烘乾)作熔劑處理樣品。
4．石英質脆，易破，使用時要注意。
5．除HF外，普通稀無機酸可用作清洗液。 1．可耐熱1200度左右使用
2．適用於K2S2O7等酸性物質熔融樣品。
3．一般不能用於以NaOH、Na2O2、Na2CO3等鹼性物質作熔劑熔融，以免腐蝕瓷坩堝。瓷坩堝不能和氫氟酸接觸。
4．瓷坩堝一般可用稀鹽酸煮沸清洗滌。 主詞條：剛玉坩堝
1．剛玉坩堝是由多孔熔融氧化鋁組成，質堅而耐熔。
2．剛玉坩堝適於用無水Na2C03等一些弱鹼性物質作熔劑熔融樣品，不適於用Na 202、NaOH等強鹼性物質和酸性物質作熔劑(如K2S 207等)熔融樣品。
另：日語中，坩堝（RUTUBO）意為「困境」，動漫作品中又譯作「漩渦」或者「泥沼」。(此處系誤讀，實際上坩堝日語羅馬音應該寫為Rutsubo。) 主詞條：石墨坩堝
石墨坩堝的主體原料，是結晶形天然石墨。故它保持著天然石墨原有的各種理化特性。
石墨坩堝具有良好的熱導性和耐高溫性，在高溫使用過程中，熱膨脹系數小，對急熱、急冷具有一定抗應變性能。對酸，鹼性溶液的抗腐蝕性較強，具有優良的化學穩定性。
石墨坩堝，因具有以上優良的性能，所以在冶金、鑄造、機械、化工等工業部門，被廣泛用於合金工具鋼的冶煉和有色金屬及其合金的熔煉。並有著較好的技術經濟效果。 用金屬鉑製作，是差熱分析儀的備件，用於加熱非金屬材料。如;玻璃纖維地生產，玻璃拉絲等。
不可接觸：①固體K2O、Na2O、KNO3、NaNO3、KCN、NaCN、Na2O2、Ba（OH)2、LiOH等；
②王水、鹵素溶液或能產生鹵素的溶液；
③易還原金屬的化合物及這些金屬；
④含碳的硅酸鹽、磷、砷、硫及其化合物。 鎳的熔點為1455攝氏度，用鎳坩堝熔樣溫度不宜超過700℃，因為在高溫時，鎳易被氧化。
鎳的抗鹼性和抗侵蝕能力都較強，故鎳坩堝常用於熔融鐵合金、礦渣、粘土、耐火材料等。鎳坩堝適用於NaOH、Na2O2、NaCO3以及含有KNO3的鹼性熔劑熔融樣品，不能用KHSO4、NaHSO4、K2S2O7或Na2S2O7以及含硫的鹼性硫化物熔劑熔融樣品。
熔融態的Al、Zn、Pb、Sn、Hg等金屬鹽，都能使鎳坩堝變脆。鎳坩堝不能用於沉澱的灼燒。硼砂也不能在鎳坩堝中熔融。
鎳坩堝中常含有微量的鉻，使用時應該注意。新的鎳坩堝應先在馬佛爐中灼燒成藍紫色，以除去表面的油污，然後用1:20（體積比）鹽酸煮沸片刻，再用水沖洗干凈。 金也是貴金屬，耐腐蝕性很強，但因其熔點較低（1063℃），限制了它的使用范圍。熔融的鹼金屬氫氧化物對金不侵蝕，做這種熔融用金坩堝較好。
注意：金在高溫煤氣燈上加熱會熔化（絕不可使黃金接觸王水） 銀比金價廉，它也不受氫氧化鉀或鈉的侵蝕，在熔融狀態下僅在接近空氣的邊緣略起作用。但銀的熔點為960℃，不能在火上直接加熱，銀加熱後表面生成一層氧化銀，氧化銀在高溫下不穩定，在200℃以下穩定。銀易與硫作用生成硫化銀，不可在銀坩堝中分解和灼燒含硫的物質，不許使用鹼性硫化熔劑。熔融狀態時鋁、鋅、錫、鉛、汞等金屬鹽都能使銀坩堝變脆。銀坩堝不可用於熔融硼砂，浸取熔融物時不可使用酸，特別是不可接觸濃酸，銀坩堝的質量經灼燒會變化，故不適於沉澱的稱量。

② 熔化合金鋼（不銹鋼）用什麼坩堝最好

採納的答案是錯誤的，至少是大炮打蚊子。用鎂砂坩堝就可以了，或者直接用鎂砂做爐襯完全可以，成熟工藝，氧化鋯坩堝一般熔化更高溫度的金屬並且還要附加值要高，因為生產用氧化鋯坩堝很貴的。

③ Ni基材料的焊接問題

由於鎳及鎳基合金具有獨特的物理、化學和耐蝕性能，同時又具有良好的高溫和低溫力學性能，因此鎳及鎳基合金在化學、石油、航天、航海和原子能等許多領域得到了廣泛的應用。著重闡述了鎳及鎳基合金的焊接特點及其在焊接中常見缺陷的產生原因和防止措施。

引 言

鎳是重要的有色金屬，純鎳有很高的強度和塑性，它對許多浸蝕性介質均有良好的耐蝕性，對所有的鹼性溶液非常穩定，在硝酸中也不容易溶解。因此常用鎳及鎳基合金來製造石油化工設備。在核反應堆工程中高鎳合金應用甚廣，如換熱器等設備為了避免應力腐蝕，目前國外廣泛採用因康鎳600或因康洛依800等材料代替1Crl8Ni9Ti不銹鋼。因為鎳對氧酸有較好的耐蝕性，故在製造濃縮鈾的核燃料擴散廠中，也大量應用鎳。此外，鎳合金具有耐熱性和熱強性能，所以在航空工業中也應用廣泛。

1 化學成分和機械性能

常用鎳基合金的化學成分見表1。

2 鎳及鎳基合金的焊接特點和要求

2．1 焊前清理

鎳及鎳基合金獲得成功焊接最重要的是清理，焊前要嚴格將焊接坡口及兩側15mm范圍內清理干凈，尤其要去除表面的氧化層。因為焊接過程中Ni能與P、S、Pb、AI或低熔點的物質形成脆化元素。由於氧化物(一般在540℃以上形成)的熔點高(2 040 ℃)而鎳的熔點低為1 400 ℃，因而易造成未熔合。另外在鎳及鎳基合金焊接中的主要有害雜質鋅(Zn )、硫(S)、碳(C)、鉍(Bi)、鉛(Pb)、鎘(Cd)等能增加鎳基合金的焊接裂紋傾向；氧、氫、一氧化碳等氣體在熔化的鎳中溶解度極大，而在固態下溶解度大大減小，溶解度的變化是在熔化焊中引起氣孔的主要原因。見表1~表2。

2．2 焊接接頭形式

由於鎳及鎳基合金熔焊與鋼相比具有導熱性差，粘性強，熔深較淺，焊縫較高，易形成道間和層間熔合不良，為保證熔透，應選用較大的坡口角度和較小的鈍邊。同時焊接時盡量採取擺動焊(擺動焊縫寬度不大於焊條直徑的3倍)，擺動至2邊稍停頓使之熔合良好。

2．3 工藝參數的控制

鎳及鎳基合金焊接時應選用較小的焊接線能量並嚴格控制層間溫度。由於鎳及鎳基合金導熱性差，如果焊接電流過大，電弧電壓過高，焊接速度較慢及層間溫度過高都易使焊接接頭過熱，產生粗大的晶粒，在粗大的柱狀晶粒邊界上，集中了一些低熔點共晶體，他們的強度低，脆性大，在焊接應力的作用下很容易形成裂紋。這些低熔點共晶體主要有Ni—s共晶、Ni—Pb共晶、Ni—NiO和Ni—P共晶等。由此可見，焊縫中氧、硫、鉛、磷等雜質對熱裂紋傾向有很大的影響。另外產生粗大晶粒也會使焊接接頭的機械性能和耐蝕性能下降。因此在保證熔合良好的情況下盡量選用較小的焊接電流，較低的電弧電壓和較快的焊接速度，氬弧焊時焊接電流必須衰減，衰減時間4~6秒為好。同時應嚴格控制層間溫度在150℃ 以下(必要時100℃ 以下)，避免焊接接頭過熱產生熱裂紋。

2．4 鎳及鎳基合金焊縫表面成形的控制

鎳及鎳基合金焊縫應盡量凸起，自然成形，盡量不使焊縫拉平或凹下。由於鎳及鎳基合金焊縫金屬表面張力大，流動性差，粘性大不易成形和易產生氧化等因素，自然成形的焊縫一般為凸狀，如果焊縫是平坦或下凹狀就會由於應力的作用產生裂紋。因此在單面焊雙面成形時手弧焊背面最好加墊板，氬弧焊時除加強對正面焊縫的氣體保護外，氬弧焊背面必須加氣體保護裝置。

2．5 預熱和焊後熱處理

鎳及鎳基合金焊接一般情況下不需預熱和熱處理，只是在耐蝕堆焊時考慮適當的預熱和熱處理。

3 常見缺陷產生原因及防止措施

由於鎳基具有單相組織，焊接時存在與奧氏體不銹鋼相類似的問題，在焊接時比較容易出現焊縫氣孔，焊接熱裂紋，未熔合，變形量過大，咬邊等缺陷。在實際生產中經常遇到且危害較大的是焊縫氣孔和焊接熱裂紋。

3．1 焊縫氣孔

3．1．1 焊縫氣孔的產生原因

(1)氧氣、氫氣、二氧化碳氣體在熔化的液態鎳基合金中溶解度極大，而在固態溶解度大大減小，鎳基合金焊接過程中從高溫變冷時，氣體在熔敷金屬的溶解度也隨之下降，游離出來的氣體在流動性較差的液態鎳中不能在鎳基合金焊縫凝固前完全逸出而形成氣孔。

(2)焊接坡口及其兩側的油污、水分、灰塵及氧化層清理不幹凈。

(3)焊接電流及電弧電壓較低，焊接速度過快焊接熱能量低。

(4)焊槍氣體保護噴嘴直徑較小，保護氣體流量過低，氣體保護效果不良。

(5)焊條烘乾不良，烘乾溫度計保溫時間不夠。

3．1．2 焊縫氣孔的防止措施

(1)採用含有脫氧元素或形成氧化物(如鋁和鈦，它們與氧和氮有較強的親和力並形成穩定的化合物)的焊條或焊絲可減少氣孔。

(2)焊接坡口及其兩側用專用砂輪或不銹鋼絲刷將氧化層清除干凈，並用丙酮和無水乙醇去除其表面油污、水分、灰塵等有害物質。

(3)選用適宜的焊接電流、電弧電壓和焊接速度即焊接線能量進行施焊，使有害氣體在熔敷金

屬凝固前充分逸出。

(4)選用直徑較大的焊槍氣體保護噴嘴使其對熔敷金屬有足夠的氣體保護面積，並選用適當的氣體保護流量，使其具有良好的氣體保護效果，防止空氣中的氫、氧、氮等有害氣體侵入熔池金屬

中。

(5)嚴格按規定的烘乾溫度和保溫時間對所使用的焊條進行烘乾，使用時將焊條放置在保溫筒中。

3．2 焊接熱裂紋

3．2．I 焊接熱裂紋的產生原因

(1)焊縫熱脆性是由於硫、鉛、磷或低熔點共晶體混入，它們形成晶間薄膜引起高溫下的嚴重脆化，焊縫金屬的熱裂紋一般是由於低熔點夾雜物從表面沿晶間滲透而引起的。

(2)焊接坡口及其兩側的污物清理不幹凈其油污中的硫常常引起鎳基合金焊縫產生熱裂紋。

(3)焊縫表面凸凹不平引起應力集中而產生裂紋。

(4)收弧時沒有填滿弧坑和電流衰減時間較短，收弧處熔敷金屬量少出現弧坑其強度比較薄弱，在相變應力和拘束應力的作用下產生收弧處微裂紋。

(5)焊接電流過大，焊接速度較慢，焊接線能量較大，層間溫度過高使焊接接頭過熱產生粗大晶粒，在粗大晶粒邊界上集中了一些低熔點共晶體他們的強度低脆性大，在焊接應力的作用下很容易形成熱裂紋。

3．2．2 焊接熱裂紋的防止措施

(1)選用硫、磷含量較低的鎳基合金焊材以防止熔敷金屬中低熔點夾雜物的產生。

(2)焊接坡口及其兩側的污物及氧化層必須清理干凈，防止硫、鉛、磷或低熔點雜質混入熔敷金屬中。

(3)焊縫表面應均勻平整。無局部凸凹不平存在，以防止由於局部應力集中而產生裂紋。鎳基合金焊縫成形以均勻凸起的自然成形為好。

(4)收弧時必須採取多次填弧坑的方法將弧坑均勻填滿。氬弧焊收弧時電流衰減時間要長，並電流衰減至最小程度，使收弧處無任何凹陷存在。

(5)選用的焊接電流、電弧電壓和焊接速度必須適當，即在保證熔合良好的情況下盡量選用較小的焊接線能量和較低的層間溫度，以防止焊縫及熱影響區過熱而產生熱裂紋。

4 結束語

通過對鎳及鎳基合金的焊接特點和鎳及鎳基合金焊接中常見缺陷的分析，我們在焊接鎳及鎳基合金時應注意以下幾個方面：鎳及鎳基合金獲得成功焊接的前提條件是做好焊前清理。鎳及鎳基合金焊接在保證熔合良好的前提下應選用較小的焊接線能量，同時要嚴格控制層間溫度。鎳及鎳基合金焊接應選用較大的坡口角度和較小的鈍邊。鎳及鎳基合金焊縫表面成形應盡量凸起，自然成形，盡量不使焊縫拉平或凹下。鎳及鎳基合金焊接一般情況下不需預熱和熱處理，只是在耐蝕堆焊時考慮適當的預熱和熱處理。

④ 鎳基合金

鎳基合金是指在650～1000℃高溫下有較高的強度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。按照主要性能又細分為鎳基耐熱合金，鎳基耐蝕合金，鎳基耐磨合金，鎳基精密合金與鎳基形狀記憶合金等。高溫合金按照基體的不同，分為：鐵基高溫合金，鎳基高溫合金與鈷基高溫合金。其中鎳基高溫合金簡稱鎳基合金。

高溫合金的牌號

高溫合金牌號，採用規定的符號和阿拉伯數字表示。

變形高溫合金牌號，採用．「GH」字母組合作前綴(「G」、「H」分別為「高」、「合」漢語拼音的首位字母)，後接四位阿拉伯數字。「GH」符號後第一位數字表示分類號，即：

1——表示固溶強化型鐵基合金；

2——表示時效硬化型鐵基合金；

3——表示固溶強化型鎳基合金；

4——表示時效硬化型鎳基合金；

5——表示固溶強化型鈷基合金；

6——表示時效硬化型鈷基合金。

「GH」符號後第二、三、四位數字表示合金的編號。

鑄造高溫合金牌號，採用符號「K」作前綴，後接三位阿拉伯數字。「K」符號後第一位數字表示分類號，即：

2——表示時效硬化型鐵基合金；

4——表示時效硬化型鎳基合金；

6——表示時效硬化型鈷基合金。

「K」符號後第二、三位數字表示合金的編號。

焊接用高溫合金絲牌號，在變形高溫合金牌號前綴符號「GH」之前加「H」符號(「H」為「焊」字漢語拼音首位字母)，即採用「HGH」作前綴，後接四位阿拉伯數字。四位阿拉伯數字表示含意與變形高溫合金相同。例如：

GH1131：表示固溶強化型鐵基變形高溫合金；

GH2132：表示時效硬化型鐵基變形高溫合金；

GH3044：表示固溶強化型鎳基變形高溫合金；

GH4169：表示時效硬化型鎳基變形高溫合金；

K211：表示時效硬化型鐵基鑄造高溫合金；

K403：表示時效硬化型鎳基鑄造高溫合金；

K640：表示時效硬化型鈷基鑄造高溫合金；

HGH1140：表示固溶強化型鐵基焊接高溫合金絲；

HGH4145：表示時效硬化型鎳基焊接高溫合金絲。

高溫合金主要牌號：

固溶強化型鐵基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

時效硬化性鐵基合金：

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

固溶強化型鎳基合金：

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