ERNiFeCr-2 (SNi7718) 镍合金焊丝百科解析

ERNiFeCr-2 (SNi7718) 镍合金焊丝百科解析

ERNiFeCr-2（AWS A5.14标准代号），常对应商品牌号如SNi7718，是一款专为焊接镍铬铁合金（如UNS N08800/Incoloy 800、N08810/Incoloy 800H、N08811/Incoloy 800HT）及异种金属连接而设计的高性能镍基焊丝。它凭借出色的综合性能，在能源、化工等严苛环境中扮演着关键角色。

核心特性与优势

卓越的高温性能：

抗氧化与抗渗碳： 高铬（Cr）含量形成致密氧化铬保护层，有效抵抗高温氧化和渗碳侵蚀（尤其在800°C以上环境）。

高温强度： 镍基体结合固溶强化元素，确保焊缝在高温下仍保持良好强度。

抗蠕变： 适用于承受高温长期载荷的部件焊接。

优异的耐腐蚀性：

耐还原/氧化性酸腐蚀： 在硫酸、磷酸等环境中表现良好。

耐苛性碱腐蚀： 抵抗氢氧化钠等强碱腐蚀。

耐应力腐蚀开裂 (SCC)： 尤其在水性氯化物环境中具有优于奥氏体不锈钢焊材的抗SCC能力。

耐核辐射： 适用于核工业相关设备焊接。

良好的冶金稳定性与焊接性：

抗热裂纹： 成分设计（如低硫、磷杂质控制）有效降低凝固裂纹和液化裂纹敏感性。

异种焊接兼容性： 常用于焊接镍基合金与奥氏体不锈钢（如304/304L, 316/316L）或铁素体/马氏体钢之间的接头，能有效抑制碳迁移形成脆性层（尽管无法完全避免）。

工艺适应性： 适用于GTAW（TIG）、GMAW（MIG）、SMAW（焊条电弧焊）和SAW（埋弧焊）等多种焊接工艺，操作性能良好。

典型化学成分 (关键元素%)

镍 (Ni)： 余量（>45%），构成合金基体，提供根本的韧性和高温稳定性。

铬 (Cr)： 约28-32%，提供高温抗氧化、抗渗碳及耐腐蚀核心能力。

铁 (Fe)： 约20-25%，主要合金元素，平衡成本与性能。

碳 (C)： 低含量（通常≤0.05%），控制碳化物析出，平衡高温强度与耐蚀性。

锰 (Mn)： 约1.5-3.5%，脱氧剂，有助于脱硫并改善热塑性。

钛 (Ti) + 铝 (Al)： 微量添加（Ti通常≤0.75%, Al≤0.5%），作为脱氧剂，有时可形成少量强化相。

严格控制杂质： 硫(S)、磷(P)含量极低，是保证抗热裂纹能力的关键。

遵循的主要标准

AWS A5.14:

焊丝/光焊丝： ERNiFeCr-2

焊条： ENiFeCr-2

ISO 18274:

焊丝： S Ni 7718 (对应ERNiFeCr-2)

GB/T 15620:

焊丝： SNi7718 (中国国家标准)

典型应用领域 (高温、腐蚀环境)

石油化工：

乙烯裂解炉管（如HP Mod.等）、炉内构件（吊架、猪尾管、集气管）。

制氢转化炉管、炉内构件。

高温换热器、管道系统。

耐高温硫腐蚀、环烷酸腐蚀设备。

能源电力：

燃煤/燃气电厂过热器、再热器管。

余热锅炉（HRSG）高温部件。

生物质发电锅炉部件。

核电站相关设备（如蒸汽发生器管支撑、换热器）。

工业炉制造：

辐射管、马弗罐、高温夹具、料筐等。

环保工程：

垃圾焚烧炉、危险废弃物处理设备高温部件。

异种金属连接：

镍基合金(Incoloy 800H/HT) 与 不锈钢(304H, 321H, 347H等) 的焊接。

镍基合金与低合金钢（如P11, P22）的焊接（需谨慎评估服役条件）。

焊接工艺关键要点

清洁至关重要： 焊前彻底清除母材及焊丝表面的油污、水汽、氧化物（如锈、高温氧化皮）。异种钢焊接更需严格清洁。

热输入控制： 采用较低的热输入（小电流、较快焊速）以减少焊接应力变形、控制晶粒长大、降低热影响区敏化风险。

道间温度控制： 建议限制在150°C以下（通常≤100°C），防止过热。

保护气体：

GTAW: 推荐纯氩气保护。背面也建议惰性气体（氩气或氩氦混合气）保护以获得最佳根部成形和性能。

GMAW: 常用Ar + (18-25)% CO₂ 或 Ar + (1-5)% O₂ 混合气。纯氩气也可用于喷射过渡。

焊后热处理：

通常不要求焊后热处理即可获得良好性能。

仅在特殊要求（如消除应力以提升抗SCC能力）或极厚壁结构时考虑。温度需谨慎选择（如约870-900°C），避免晶粒过度长大或影响耐蚀性。务必遵循相关规范和材料技术条件。

选型与替代考量

首选应用： Incoloy 800/800H/800HT同种焊接及与奥氏体不锈钢的异种焊接。

高温强度对比： 相较于ERNiCr-3（如625合金焊丝），ERNiFeCr-2在极高温度（>700°C）下的持久强度通常较低。

耐蚀性对比： 在强还原性酸或高氧化性酸环境中，其耐蚀性可能不如高钼镍基合金焊丝（如ERNiCrMo-3/哈氏C-276焊丝）。

异种焊接： 对于要求更高抗高温氧化性或更强抗碳迁移能力的镍基合金与钢的焊接，可考虑ERNiCr-3或ERNiCrFe-13（如617合金焊丝）。

总结

ERNiFeCr-2 (SNi7718) 焊丝是连接Incoloy 800系列合金及解决相关异种钢焊接难题的经典选择。其核心价值在于卓越的高温抗氧化/抗渗碳能力、良好的综合耐腐蚀性（特别是抗氯离子SCC）、优异的抗热裂纹性能以及相对良好的焊接工艺性。在石化裂解炉、电站锅炉、工业炉等承受高温氧化、渗碳及复杂腐蚀的严苛工况下，该焊丝能提供可靠耐久的焊缝连接。选用时需结合具体服役温度、介质环境、力学性能要求以及母材组合进行综合评估。

注： 实际应用时，务必查阅并遵循焊材制造商提供的详细技术资料、相关焊接工艺规程(WPS)及适用的设计规范。

镍铬合金种类繁多，应用广泛，尤其是在高温、耐腐蚀和电阻电热领域。主要牌号体系包括国际通用的商业牌号（如Inconel, Hastelloy, Nichrome等）和一些国家/行业标准牌号（如ASTM, UNS, DIN, GB等）。

以下是上海商虎有色金属有限公司一些常见且重要的镍铬合金牌号及其主要应用领域：

一、高温合金与耐蚀合金 (主要基于镍，铬是关键合金元素)

这些合金通常具有优异的高温强度、抗氧化性和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。

Inconel 系列 (Special Metals Corporation)

Inconel 600 (UNS N06600): Ni-15.5Cr-8Fe。优异的耐高温氧化和耐腐蚀性，广泛用于热处理、化工、核工业。

Inconel 601 (UNS N06601): Ni-23Cr-14Fe-1.4Al。非常高的抗氧化性（尤其抗循环氧化），高温强度好。用于高温热处理炉、燃气轮机部件。

Inconel 617 (UNS N06617): Ni-22Cr-12.5Co-9Mo-1.2Al。极高的高温强度和抗氧化性，用于燃气轮机燃烧室、高温化工部件。

Inconel 625 (UNS N06625): Ni-21.5Cr-9Mo-3.6Nb。极其优异的耐腐蚀性（尤其是点蚀、缝隙腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂）和高温强度。应用极广：海洋、化工、航空航天。

Inconel 690 (UNS N06690): Ni-30Cr-9Fe。极高的铬含量，对氧化性介质（如硝酸、高温水）和应力腐蚀开裂（尤其核电站一回路水环境）有极佳抵抗力。主要用于核电。

Inconel 718 (UNS N07718): Ni-19Cr-18.5Fe-5.1Nb-3Mo-0.9Ti-0.5Al。最广泛使用的高强度高温合金，时效硬化，用于喷气发动机、燃气轮机关键高温承力部件。

Inconel X-750 (UNS N07750): Ni-15.5Cr-7Fe-2.5Ti-1Nb-0.7Al。时效硬化合金，高温强度好，用于弹簧、紧固件、燃气轮机部件。

Hastelloy 系列 (Haynes International)

Hastelloy C-276 (UNS N10276): Ni-15.5Cr-16Mo-5.5Fe-4W。万能耐蚀合金，对氧化性和还原性酸、混合酸、卤化物（Cl⁻, F⁻）及局部腐蚀有极佳抵抗力。化工、环保、烟气脱硫核心材料。

Hastelloy C-22 (UNS N06022): Ni-22Cr-13Mo-3Fe-3W。比C-276更优的耐点蚀/缝隙腐蚀能力和热稳定性。应用同C-276，要求更高时选用。

Hastelloy X (UNS N06002): Ni-22Cr-18.5Fe-9Mo-1.5Co-0.6W。优异的高温强度和抗氧化性，用于燃气轮机燃烧室部件、工业炉。

其他重要高温/耐蚀镍铬合金

Nimonic 系列 (如75, 80A, 90, 105, 115, 263等): 英国发展的高温合金系列，主要基于Ni-Cr，添加Co, Ti, Al进行时效硬化。主要用于航空发动机涡轮叶片、盘、环等。

Waspaloy (UNS N07001): Ni-19.5Cr-13.5Co-4.3Mo-1.4Al-3Ti。高强度时效硬化合金，用于高温紧固件、涡轮盘、叶片。

Alloy 800/800H/800HT (UNS N08800/N08810/N08811): 通常归类为铁镍基合金（Fe~32Ni-21Cr），但铬含量高，性能接近镍基合金。优异的耐高温氧化和渗碳，广泛用于石化裂解炉管、换热器。

Alloy 330 (UNS N08330): Fe-35Ni-19Cr。铁镍基合金，高温强度和抗渗碳性优异，用于工业炉部件、热处理设备。

RA330 (等效于Alloy 330): 常用商品名。

Monel K-500 (UNS N05500): Ni-30Cu-1.5Al-0.6Ti (含~0.5Cr)。虽然以铜为主，但含少量铬，时效硬化，强度高，耐海水腐蚀。用于海洋工程、泵轴、阀门。

二、电阻电热合金

这类合金要求高电阻率、低电阻温度系数、良好的高温抗氧化性和足够的高温强度。

Nichrome (镍铬) 系列

NiCr 80/20 (如Nichrome A, C): Ni-20Cr。最经典的电阻电热合金，电阻率高，抗氧化性好，工作温度可达~1150°C。广泛用于电炉丝、加热元件、电阻丝。

NiCr 70/30 (如Nichrome B): Ni-30Cr。比80/20更高的电阻率和抗氧化温度（~1200°C），但加工性稍差。

NiCr 60/15 (如Nichrome D): Ni-15Cr-25Fe。含铁量高，成本较低，抗氧化性和工作温度（~1050°C）稍低于80/20，用于要求稍低的加热元件。

Cr20Ni80, Cr30Ni70 (中国GB牌号): 分别对应NiCr80/20和NiCr70/30。

Cr15Ni60 (中国GB牌号): 对应NiCr60/15。

三、其他特殊用途镍铬合金

磁性合金

Permalloy (坡莫合金) 系列 (如80 Permalloy): Ni-~80Fe-~5Mo (含少量Cr或其他元素)。高磁导率、低矫顽力的软磁合金，用于变压器铁芯、磁屏蔽等。部分牌号含少量铬。

Elinvar, Invar (殷钢): 恒弹性模量合金和低膨胀合金（Fe-36Ni），有时也含铬调整性能。

焊接材料

ERNiCr-3 (如Inconel 82焊丝): 用于焊接600合金等。

ERNiCrFe-7A (如Inconel 617焊丝): 用于焊接617合金等。

ERNiCrMo-3 (如Hastelloy C-276焊丝): 用于焊接C-276合金等。

ENiCrFe-2/-3/-4 (镍铬铁焊条): 用于焊接镍基合金、不锈钢等。

选择镍铬合金牌号的关键因素

工作温度: 高温强度、蠕变强度、抗氧化性。

腐蚀环境: 介质类型（酸、碱、盐、氧化性/还原性）、浓度、温度、是否存在点蚀/缝隙腐蚀/应力腐蚀开裂风险。

力学性能要求: 强度、韧性、硬度（室温及高温）。

物理性能要求: 电阻率、热膨胀系数、磁性等。

加工性能: 铸造、锻造、焊接、机加工性能。

成本: 不同合金成本差异巨大。

总结

镍铬合金牌号极其多样，从Inconel, Hastelloy, Nimonic等高性能高温耐蚀合金，到Nichrome等经典的电阻电热合金，再到磁性合金、焊接材料等，涵盖了极其广泛的应用领域。具体选择哪一个牌号，必须紧密结合具体的应用环境（温度、应力、介质）和性能要求进行综合评估。

如果你有特定的应用场景（比如需要耐什么腐蚀、工作温度是多少、承受什么载荷），我可以帮你推荐更具体的牌号范围。