引 言

　　鎳和鎳合金是機(jī)械、物理和化學(xué)性能良好的重要材料。根據(jù)功能可分為高溫合金、耐腐蝕合金、記憶合金、耐磨合金、精密合金（軟磁合金、硬磁合金、彈性合金、低膨脹合金、熱雙合金、電熱合金等），具有優(yōu)異的耐腐蝕性、高溫強(qiáng)度、耐氧化性，部分鎳合金具有記憶、優(yōu)異的電磁性能，廣泛應(yīng)用于航空航天和軍事

　　現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，它是一種極其重要的戰(zhàn)略材料，如工業(yè)、電子、化工、石油開(kāi)采、軍用材料、核能工業(yè)等。

　　美國(guó)主要生產(chǎn)高性能合金作為鎳基合金材料ASME/ASTM標(biāo)準(zhǔn)體系已廣泛應(yīng)用于世界各地。

　　美國(guó)主要生產(chǎn)高性能合金作為鎳基合金材料ASME/ASTM標(biāo)準(zhǔn)體系已廣泛應(yīng)用于世界各地。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，中國(guó)一直在模仿和改進(jìn)外國(guó)品牌的鎳基合金。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，它取得了巨大的進(jìn)步，并擁有一系列獨(dú)立品牌的鎳基合金 [1~2] 。生產(chǎn)企業(yè)主要是寶鈦集團(tuán)有限公司、沈陽(yáng)有色金屬加工廠、撫順特種鋼集等特種鋼廠及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)

　　目前，鎳合金體系相對(duì)完整，包括集團(tuán)公司、四川長(zhǎng)城特種鋼鐵公司、太原鋼鐵集團(tuán)、東北特種鋼鐵集團(tuán)有限公司、寶鋼集團(tuán)五廠、北京鋼鐵研究所、重慶儀表材料（重材料研究所）、北京北冶金、陜西精密合金等。

　　各企業(yè)根據(jù)自身產(chǎn)品特點(diǎn)，在撫順特鋼等幾十年來(lái)逐步發(fā)展鎳合金標(biāo)準(zhǔn)體系GH以精密合金企業(yè)為主導(dǎo)的高溫合金系列標(biāo)準(zhǔn)1J-6J長(zhǎng)鋼等主導(dǎo)耐腐蝕合金的合金系列NS以及目前北京、西安生產(chǎn)的鈦鎳記憶合金標(biāo)準(zhǔn)系列。

　　中國(guó)有世界上鎳基合金需求最大的缺口。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，航空航天工程、核電、海洋工程、化工等大型項(xiàng)目的實(shí)施為我國(guó)鎳基合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的需求。目前，美國(guó)國(guó)內(nèi)鎳合金標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并行，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相互交叉。本文詳細(xì)介紹了這一點(diǎn)。

　　2.美標(biāo)鎳鎳合金標(biāo)準(zhǔn)體系

　　2.1 現(xiàn)狀

　　美標(biāo)ASME鎳及鎳合金產(chǎn)品分類(lèi)ASME Ⅱ卷 B篇 非鐵基材料已更新至2019年。

　　ASTM 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)對(duì)應(yīng)，除質(zhì)證作為必要要求外，其他內(nèi)容沒(méi)有明顯區(qū)別。后文將以ASME介紹標(biāo)準(zhǔn)體系，不再累述。

　　鎳和鎳合金通常以不同的方式命名，因?yàn)橹圃焐滩煌?，商?biāo)和專(zhuān)利不同。主要分為Inconel、Incoloy、Monel、Hastelloy、Inva等。在ASME按標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一UNS 系統(tǒng)命名，如Inconel 600命名為UNSN06600。

　　ASME標(biāo)準(zhǔn)按產(chǎn)品類(lèi)型劃分，板帶分別按同一標(biāo)準(zhǔn)、管道、鑄件、鍛件、鎳棒桿劃分。品牌號(hào)按相同的基本要素進(jìn)行分類(lèi)。如圖1所示 [3] ，鎳銅板歸ASMESB127標(biāo)準(zhǔn)。鎳鉻鐵N06600、N06601等歸ASMESB168。

　　2.2 美標(biāo)內(nèi)容及應(yīng)用

　　2.2.1 基本內(nèi)容

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用范圍、術(shù)語(yǔ)、化學(xué)成分、機(jī)械性能、材料書(shū)等一般要求。有些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了尺寸公差，表面條件提供了幾種解決方案，由雙方協(xié)商。

　　同時(shí)制定了一般標(biāo)準(zhǔn)ASME SB906統(tǒng)一規(guī)定了尺寸公差和不平等要求。需要指出的是，不同產(chǎn)品的尺寸公差要求不同。對(duì)于SB127、SB162、SB168、SB409、SB424、SB443、SB670、SB755和SB872沒(méi)有規(guī)定厚度公差，只規(guī)定超重比例，實(shí)際上厚度公差可以根據(jù)此計(jì)算。

　　而SB333、SB434、SB575、SB582、SB620明確規(guī)定厚度公差，適用于全寬度和長(zhǎng)度。SB463、SB536、SB599、SB625、SB688、SB709明確規(guī)定了不同寬度和長(zhǎng)度的厚度公差。筆者認(rèn)為這與各品牌的加工能力和產(chǎn)品價(jià)格有關(guān)。

　　2.2.2 應(yīng)用

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基本內(nèi)容，未提及其他特殊指標(biāo)或檢測(cè)方法。鎳合金主要涉及腐蝕性能。

　　美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有提到明確的相關(guān)信息。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，常用的腐蝕性能標(biāo)準(zhǔn)是ASTM G28、ASTM G48、BSEN-ISO3651、ASTM A前者是最常用的。有時(shí)會(huì)使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 鎳基合金晶間腐蝕試驗(yàn)方法15260-1994。

　　使用時(shí)，需方必須明確材料的服務(wù)條件，以確定測(cè)試方法。區(qū)分是低溫還是高溫決定了測(cè)試是否需要敏化。具體的敏化系統(tǒng)由雙方協(xié)商，包括測(cè)試結(jié)果的合格指標(biāo)。在大多數(shù)情況下，材料通常與設(shè)備一起加工，焊接、熱處理等工藝在加工過(guò)程中是不可避免的，因此一般需要敏化處理。供需雙方對(duì)合格指標(biāo)不明確的，可查閱相關(guān)腐蝕數(shù)據(jù)，也可參考?xì)づ乒镜却笮推髽I(yè)的數(shù)據(jù)。或以理想狀態(tài)下樣品實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的數(shù)倍為驗(yàn)收依據(jù)，一般倍數(shù)為1~2.5倍。

　　非金屬夾雜物檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不明確，一般由雙方協(xié)商。碳化物主要用于高溫合金非金屬夾雜物合金非金屬夾雜物的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。鋼非金屬夾雜物的標(biāo)準(zhǔn)有時(shí)可用，但前者在泛應(yīng)用于行業(yè)。

　　3.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鎳鎳合金標(biāo)準(zhǔn)體系

　　3.1 鎳合金國(guó)標(biāo)現(xiàn)狀

　　鎳合金分為耐腐蝕合金NS、高溫合金GH、精密合金1J、2J等等，耐磨合金，形狀記憶合金（Ti-Ni類(lèi))。需要指出的是，黑色金屬和有色金屬在鎳和鎳合金的發(fā)展中是從自身來(lái)源開(kāi)始發(fā)展的。

　　黑金屬企業(yè)在不銹鋼的基礎(chǔ)上，不斷增加鎳含量，提高性能，先生產(chǎn)超級(jí)不銹鋼，繼續(xù)發(fā)展Ni%≥鐵鎳基合金30%發(fā)展Ni%≥50%變成鎳基合金。

　　在純鎳的基礎(chǔ)上，有色金屬企業(yè)通過(guò)純鎳添加合金元素進(jìn)行發(fā)展N2、N4、N5、N6、N7、N進(jìn)一步添加鎂、錳、鈹?shù)仍?。目前黑金屬企業(yè)鎳基合金鎳含量已達(dá)80%。以撫順特鋼、長(zhǎng)城特鋼、上鋼五廠等黑色金屬企業(yè)為主導(dǎo)，形成了耐腐蝕合金、高溫合金、精密合金、耐磨、形狀記憶合金標(biāo)準(zhǔn)體系。由于部分鎳合金屬于耐腐蝕合金和高溫合金，也相互交叉。

　　有色金屬標(biāo)準(zhǔn)體系在新版本中不斷擴(kuò)大GB/T與現(xiàn)有耐腐蝕合金和高溫合金交叉重疊，包括鎳銅、鎳鉻、鎳鉻鐵等典型品牌。導(dǎo)致國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鎳合金標(biāo)準(zhǔn)體系反復(fù)交叉，使用不便。因此，在實(shí)際使用中，更多的使用是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)僅用于一些國(guó)產(chǎn)品牌或精密功能材料和高溫合金。

　　3.2 國(guó)標(biāo)應(yīng)用

　　按鎳合金分類(lèi)制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)附錄后有交叉對(duì)照表，供參考。

　　3.2.1 高溫合金

　　顧名思義，適用于高溫使用，代號(hào)為GH，典型牌號(hào)有GH3128、GH4169等，標(biāo)準(zhǔn)為GB/T14992、GBT需要指出的是，高溫合金包括鐵基、鎳基、鈷基、鎢基等。除一般要求外，標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了高溫性能。

　　3.2.2 耐蝕合金

　　鎳基耐腐蝕合金的代號(hào)是NS，典型牌號(hào)有NS331等，標(biāo)準(zhǔn)有YB/T 5353-2012《耐腐蝕合金熱軋板》等。

　　3.2.3 精密合金

　　均為特殊功能材料。具體為1J-軟磁材料、2J-硬磁材料、3J-彈性合金、4J-膨脹合金、5J-熱雙材料、6J-電熱合金。目前，基于此，非晶材料、納米材料等大量新材料。

　　有一個(gè)獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)、磁通等特殊工藝性能指標(biāo)和功能指標(biāo)有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)體系。GB/T如圖2所示，《鐵鎳合金軟磁合金第一部分》及一系列精密合金標(biāo)準(zhǔn) [4] 。3.2.4 Ti-Ni形狀記憶合金是航空航天、高速鐵路、醫(yī)療衛(wèi)生、眼鏡架等領(lǐng)域的高端材料，具有高彈性和記憶力。目前，北京和西安只有少數(shù)企業(yè)西安生產(chǎn)，質(zhì)量低于進(jìn)口產(chǎn)品?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有YS/T鈦鎳合金板1076-2015年，GB/T 鈦鎳合金絲材15620等。

　　3.2.5 有色鎳標(biāo)準(zhǔn)

　　有色鎳標(biāo)準(zhǔn)是在純鎳的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，目前主要有GB/T5235 鎳及鎳合金的化學(xué)成分及產(chǎn)品形狀GB/T 2054-2005 鎳及鎳合金板，GB/T 2072-2007鎳鎳合金帶材GB/T 2882-2013《鎳及鎳合金管》等。一般標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)容，如拉伸、硬度、晶粒度、彎曲等。

　　在市場(chǎng)應(yīng)用中，主要看純鎳的要求，適用性好，尤其是N2、N4、N六是中國(guó)自主命名的牌號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)中的合金牌號(hào)主要是鎳鎂、鎳鈹、鎳錳等，近年來(lái)也被吸收N04400、N06600、N08800等美國(guó)品牌，市場(chǎng)反饋適用性不強(qiáng)，導(dǎo)致重疊交叉。目前，這類(lèi)合金在簽訂合同時(shí)直接使用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.2.6 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目

　　晶間腐蝕參照?qǐng)?zhí)行JBT 附錄了4756-2006《鎳及鎳合金制壓容器》第五部分材料，晶間腐蝕方法及指標(biāo)D：鎳合金晶間腐蝕敏感性檢測(cè)。提供供需雙方協(xié)商的三種檢測(cè)方法。

　　4.結(jié)論和建議

　　(1)鎳合金品牌眾多，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)統(tǒng)一，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)交叉重復(fù)。一般鎳和鎳合金主要采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，但美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)只明確規(guī)定一般指標(biāo)。對(duì)于鎳合金的應(yīng)用，供需雙方需要協(xié)商許多指標(biāo)，如腐蝕性能和表面狀態(tài)。

　?。?） 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)鎳合金的類(lèi)型制定的。因此，在確定的用途中，特別是在功能、耐腐蝕、高溫、精度等方面，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)具有更好的適用性，相關(guān)指標(biāo)更加明確。

　　(3)黑金屬和有色金屬企業(yè)制定的鎳鎳合金標(biāo)準(zhǔn)不得重疊。目前，有色金屬企業(yè)制定的黑金屬鎳合金標(biāo)準(zhǔn)體系已基本完善GB/T5235、GB/T2054、GB/T純鎳和高鎳含量可限制在2072年（Ni%≥85%)可以保證獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)體系，避免與其他標(biāo)準(zhǔn)過(guò)度重疊。

　　參考文獻(xiàn)

　　王成，巨少華，荀淑玲.鎳耐腐蝕合金研究進(jìn)展[J]. 材料導(dǎo)報(bào), 2019.2：71-77.

　　[2]李明揚(yáng)、章清泉、吳會(huì)云等. 鎳耐腐蝕合金研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J]. 金屬材料研究， 2014,(40)2:6-13.

　　[3]ASME Ⅱ卷 B篇 非鐵基材料(2017) 中文版[M]. 北京：2019年中國(guó)石化出版社.

　　[4]鋼材手冊(cè)第10卷精密合金材料[M]. 北京：2003年中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.