【鎳國際論壇】鎳銅合金在太空中的應用
2020年11月02日 15:1 9530次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 銅資訊
眾所周知，全世界鎳產量的70％左右用于不銹鋼生產。不銹鋼是1912年一些研究人員發(fā)現的，但耐腐蝕鎳基合金的發(fā)現時間更早。1906年，加拿大國際鎳業(yè)公司（INCO）開發(fā)的一種鎳銅（Ni-Cu）合金獲得專利。該合金目前已經發(fā)展成一組被稱作Monel的鎳合金，其中三分之二是鎳、三分之一是銅。
鎳銅合金的強度高于純鎳，在多種非氧化性酸和堿性環(huán)境（包括迅速流動的海水）中表現出優(yōu)良的耐腐蝕性。鎳銅合金可以在直至沸點的溫度范圍內很好地耐受各種濃度的氫氟酸，而且可以在還原條件下耐受各種形式的硫酸和鹽酸。
鎳銅合金在高氧環(huán)境中還具有優(yōu)良的耐氧化性（耐燃燒性），在0℃以下和最高550℃（1020℉）的溫度下具有優(yōu)良的機械性質。鎳銅合金很容易通過熱加工、冷加工、機械加工和焊接進行制作。鎳銅合金最著名的種類是合金400（N04400）。合金400只能通過冷加工硬化，但1924年添加鋁和鈦之后生成了一種強度更高的時效硬化種類，即K-500（N05500）。通過γ相顆粒的沉積，其屈服強度達到了690兆帕（100千磅／平方英寸），比合金400（N04400）高約3倍。
鎳銅合金存在于各種太空應用的管道、棒材和線材中。鎳銅合金在氧氣中的天然抗燃性、在0℃以下溫度下的優(yōu)良性質和K-500的高強度，讓這種合金成為富氧液化燃料火箭發(fā)動機（例如藍色起源BE-4）氧化器側渦輪泵的一種重要制作材料。
藍色起源利用三維增材制造來制造Ox增壓泵（OBP）的很多關鍵部件。它的外殼是一個打印鋁部件，而且水輪機的各級都用K-500打印而成。這種制造方法可以將復雜的內部流動通道集成在外殼，而采用常規(guī)方法制造這種外殼的難度則要大得多。水輪機噴嘴和轉子也是三維打印而成，只需少量機器加工就能達到所需的配合度。
即使在今天，一個多世紀前開發(fā)的鎳銅合金也在高要求的前沿應用中發(fā)揮著至關重要的作用。
責任編輯：付宇
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