Nickel 200概述
N6 是纯镍的一种又称六号镍，在美国的牌号为 Ni200。其中 Ni 的含量大于 99.5%， 其他杂质含量不高于 0.5%。在退火的供货状态下拉伸强度 σb=317MPa。纯镍 N6 具有良好的加工性能，可加工成管棒线板带箔材产品。选择合适的加工方法能够产生抗拉强度达 448~793MPa 的棒材和 896MPa 的带材以及 1103MPa 的线材。纯镍在退火的状态下的维氏硬度只有 64HV，冷加工处理以及杂质的增加可以使硬度增加。工业纯镍N6 的杨氏弹性模量值为 207GPa。剪切模量是 76GPa，泊松比 0.31。在退火状态下，伸长率为 10-40%，具有良好的延展性。 工业纯镍 N6 在碱性和非氧化性酸中性能稳定，同时还具有较高的电真空性，因此被广泛应用于化工、电子等行业。
Nickel 200的化学成分
Ni+Co
Cu
Si
Mn
C
S
Fe
≥99.5
≤0.10
≤0.05
≤0.005
Nickel 200 为工业纯级，具有良好的机械特性，对碱（例如，氢氧化钠）有出色的抗腐蚀性。它还具有良好的电气、热学和磁致伸缩特性。
Nickel®200也被称为Phyweld 200。
相近牌号
W. NR 2.4060 W.NR 2.4066 UNS N02200 AWS 070
关键特性
工业纯级镍，耐受各种还原性化学物质和苛性碱。良好的磁致伸缩特性。 高电导率和热导率，良好的延展性和低加工硬化率，良好的焊接特性。
应用领域
电子元件。 电气元件。 电热元件线路中的引线。 电池连接/端子。 化学加工。 航空航天组件。 食品加工。 合成纤维加工。
Nickel 200的物理参数
密度
8.89 g/cm³
0.321 lb/in³
熔点
1446°C
2635°F
膨胀系数
13.3 μm/m °C (20 – 100°C)
7.4 x 10-6 in/in °F (70 – 212°F)
刚性模数
81 kN/mm²
11748 ksi
弹性模数
204 kN/mm²
29588 ksi
纯镍的焊接性
对于工业纯镍 N6 来说，焊接工艺是至关重要的。如果焊接方法选择不当或者焊接结构设计出现漏洞都会导致焊接接头出现缺陷从而影响其性能。由于纯镍本身的物理性能导致在焊接加工的过程中有可能会出现一些焊接缺陷问题。
(1)形成气孔的倾向
气孔是在焊接生产过程中经常遇到的一种体积性缺陷，由于气孔占据了焊缝金属
的一定体积，削弱了焊缝的有效工作截面积，从而影响焊接接头的性能。从焊接工艺的选择和材料本身的特点来分析产生气孔的倾向。本课题的焊接方法选用 TIG 焊， TIG 焊对焊接材料以及焊接试件表面的油、水分等非常敏感，这就要求在焊前应该对焊材和焊接工件表面清理。清理时，采用机械清理和有机溶液清理两种方法。机械清理可采用钢丝刷打磨掉坡口及其附近的氧化皮，有机溶液清理采用丙酮、乙醇对油脂、 灰尘、和其他污染物等进行清理。本课题中选用的材料工业纯镍 N6 电阻率大，热导率低，因此熔池的流动性也就较差。而有研究表明：熔融态的镍中可以溶解一定量的氧气和氢气，随着温度的降低，氧和氢在镍中的溶解度也降低。焊接熔池的流动性能又比较差，这就导致了当熔池凝固时，会有一部分的氧气和氢气来不及溢出。残留在熔池中的 O 与 Ni 形成 NiO，而残留下来的 H2 与 NiO 反应将 Ni 还原出来，同时 H 与 O 结合形成水蒸气气孔，这些气孔经常出现在熔合线附近[16]。因此在焊接工业纯镍N6 时要确保氩气的纯度，以及在焊接之前提前通氩气。
(2)焊接热裂纹
在工艺纯镍 N6 的焊接过程中，最多出现的热裂纹就是结晶裂纹。这种裂纹可以在光学显微镜下观察到，多出现在焊缝中的树枝晶的交界处。从金属结晶的理论可以知道，后结晶的金属含杂质较多，且富集在晶界。而这些杂质所形成的共晶都具有较低的熔点，将纯镍在焊接过程中可能形成的共晶物成分及温度列于。从表中可以看出镍与硫、磷形成的低熔点共晶物的熔点远低于纯镍的熔点。在焊缝金属凝固的后期，低熔点共晶物被排挤在柱状晶相交的中心部位，是形成一种所谓的“液态薄膜”，在焊缝冷却的过程中存在较高残余应力，液态薄膜就变成了薄弱地带。通常导致焊缝及热影响区产生热裂纹。其中显微裂纹采用最常用的无损探伤手段—X 射线探伤仪不易检测到，容易成为安全问题的隐患，应该引起对这些问题的重视
镍合金的分类
镍基合金牌号繁多，用途也各有不同，在镍基合金的分类方法上通常是按照合金
中的元素、用途等因素来进行划分的。而更多的时候是按照用途的不同来对镍基合金进行分类的，可分为镍基高温合金、镍基耐蚀合金、精密合金、电热合金等。
(1) 镍基高温合金
镍基高温合金中镍含量一般不低于 50%，是在 Ni-Cr 基合金中加入 Ti、Al、Co 等元素增大热强性，同时加入微量的 B 和稀土元素改善晶界状态，提高抗蠕变性能。在 600℃以上具有良好的强度、疲劳性能等综合性能。镍基高温合金主要应用于飞机发动机、气体涡轮机当中。
(2) 镍基耐蚀合金
镍基耐蚀能在多种介质中表现出优异的抗氧化和耐腐蚀性能。镍基耐蚀合金主要有 Ni-Cu 合金、Ni-Mo 合金、Ni-Cr 合金。Ni-Cu 合金以蒙乃尔之名著称，是世界上最早的镍基耐蚀合金，特别在大气和海水的环境下表现出优异的耐蚀性能。Ni-Mo合金中加入 Mo 主要是提高强度和高温加工性能，在除了氧化性酸外的其他酸性溶液中耐蚀性能优异。Ni-Cr 合金中含有 60~90%的 Ni，在温度高达 1100℃时耐蚀性能依旧良好。主要应用于燃气涡轮和反应堆，也用作电热元件。
(3) 精密合金
精密合金是一种具有特殊物理性能的合金，主要应用在电工电子和精密仪器仪等
方面。精密合金的名称是源于前苏联，现在多称之为功能材料。精密合金通常包括热膨胀合金、贮氢材料、形状记忆合金等。镍在热膨胀合金中的一个典型的应用就是因瓦合金，其中镍的含量 36%，这种合金在的热膨胀系数很低，其具体的数值取决于镍和铁的比率。通常用于制作标准尺度、测量皮尺等。镍合金用于贮氢的材料有 Ni-Mn、 Ni-La 系等，贮氢合金用于燃料电池发电、氢气汽车等方面。在形状记忆合金方面最常用的就是 Ni-Ti 合金，在现代医学中，镍钛合金在人体中的应用已经很成熟，尤其在骨骼以及口腔的应用更为人所熟知。
(4) 电热合金
电热合金是一种特殊的金属材料，在有电流通过时能够将电能转化为热能。工作
温度可达到 500~1400℃。Ni-Cr 基电热合金电阻率高，熔点高，加工成型性能良好。 在热加工精度和使用寿命要求较高的环境下应用广泛。目前电热合金材料已成为一种重要的工程合金材料，在家用电器和工业用炉中广泛应用。
