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性能
镍铜合金又称蒙乃尔合金，是一种铜在镍基体中形成的固溶体型合金，具有优良的耐蚀性。其耐蚀性能与镍、铜相似，但更好。耐非氧化性酸的腐蚀，特别对氢氟酸的耐蚀性非常好。同时对热浓碱也有优良的耐蚀性，还耐中性溶液、高温卤素、各类食品及有机酸、水、海水、大气的腐蚀。不耐氧化性酸和其他强氧化性溶液、熔盐、熔融金属及含硫高温气体的腐蚀。在酸性溶液的三价铁盐如FeCl3中及在锡盐和汞盐中腐蚀迅速，不宜采用。
镍铜合金既可制成粉末用于热喷涂，也可制成线材用于热喷涂，其粉末主要化学成分和物理性能分别如表1和表2所示；其线材化学成分和物理性能分别如表3和表4所示，尺寸规格有Φ1.6mm，Φ2.0mm和Φ2.3mm。
表1 镍铜合金粉末主要化学成分
成分 牌号 | 化学成分（质量分数，%） | ||||
Ni | Cu | Mn | Fe | 杂质 | |
NCu-2.5-1.5 | 余量 | 27～29 | 1.2～1.8 | 2～3 | C: 0.20; Si: 0.01; Si <0.6 |
PR2151 | 余量 | 27～29 | 1.2～1.8 | 2～3 | <0.6 |
表2 镍铜合金粉末主要物理性能
性能 牌号 | 密度 / g·cm-3 | 比热容 (20℃) / J·kg-1·k-1 | 热导率 20℃ / W·m-1·K-1 | 电阻温度系数 （0℃） /(103K) | 居里点 /℃ |
NCU28-2.5-15 | 8.8 | 531.7 | 25.1 | 1.9 | 27～95 |
表3 镍铜（Ni-Cu）合金线材的化学成分
成分 牌号 | 化学成分（质量分数，%） | |||||||
Ni | Cu | Fe | Al | Mn | C | Si | S | |
普通蒙乃尔合金 | 余量 | 30 | 1.7 | <0.5 | 1.1 | 0.1 | 0.05 | 0.35 |
K蒙乃尔合金 | 余量 | 29 | 0.9 | 2.75 | 0.85 | 0.3 | 0.5 | 0.005 |
K-500蒙乃尔合金 | 余量 | 29 | — | 2.8 | 0.5 | — | — | — |
表4 镍铜（Ni-Cu）合金线材的物理性能
成分 牌号 | 熔点 /ºC | 密度 (20ºC) / g·cm-3 | 宏观 硬度 /Rb | 线膨胀系数 （20～100ºC）/10-6·K-1 | 比热容 / J·kg-1·k-1 | 热导率 （0～100ºC）/ W·m-1·K-1 | 电阻率 （20ºC） /μΩ·cm | 晶体结构 |
普通蒙乃尔合金 | 1300～1350 | 8.84 | 50 | 14.0 | 531（1246ºC） | 25.96 | 48.2 | 面心立方 |
K-500 | — | 8.46 | — | 13.7 | 419 | 17.4 | 61.4 | 面心立方
|
镍铜合金的耐蚀性能与不锈钢（0Cr18Ni9）的耐腐蚀性能对比见表5，蒙乃尔合金的适用范围如表6所示。
表5 镍铜合金的耐蚀性及与不锈钢（0Cr18Ni9）的耐腐蚀性能对比
腐蚀介质 | 试样减重 | 试验条件 | |
蒙乃尔合金 | 不锈钢 | ||
30% H2SO4 | 0.0261 | 0.1975 | 平均温度80℃，10天 |
10% H2SO4 | 0.0078 | 0.2886 | 平均温度26℃，31天 |
10% HCL | 0.0381 | 0.3679 | 平均温度26℃，31天 |
盐酸 | 0.098 | 0.1327 | 平均温度18℃，20天 |
表6 NiCu28-2.5-1.5蒙乃尔合金的使用范围
适合工作的介质 | 可以工作的介质 | 不宜工作的介质 |
海水及卤水、食盐、中性盐水溶液、碳酸盐溶液、苛性碱溶液、氨气、矿物油、汽油、酒精、酚、甲酚、脂肪酸、大部分有机酸、摄影试剂、染料溶液、氢氟酸 | 硫酸、磷酸、醋酸、氰氢酸、柠檬酸、硫酸亚铁、干燥的氯 | 盐酸、硝酸、铬酸 亚硫酸、亚硝酸、三氯化铁、氰化甲粉末及溶液、熔融铅、熔融锌 |
应用
可选用的喷涂工艺方法有超音速等离子喷涂、火焰喷涂、电弧喷涂等。
镍铜合金可作为腐蚀环境中机械零部件的耐蚀涂层，用于修复海洋环境用的各种泵的柱塞杆、旋转轴、密封环、密封阀杆、连接轴、液压泵；氢氟酸环境用轴类等。
