N4合金成分、抗拉、屈服、密度、硬度全览

N4纯镍合金百科全书式深度解析

N4合金，作为一种商业纯镍材料，在有色金属领域占据着举足轻重的地位。它以其卓越的耐腐蚀性、优异的力学性能和良好的加工特性而闻名。本文将对N4合金的化学成分、关键力学性能（抗拉强度、屈服强度、硬度）、物理性能（密度）以及相关的执行标准进行全面的解析。

一、 N4合金的化学成分定位

首先，需要明确N4的本质是“商业纯镍”。这意味着它的镍含量极高，同时含有少量其他元素，这些元素的存在主要是为了改善其工艺性能或微调其力学特性，而非像合金钢或不锈钢那样形成复杂的强化相。

根据中国国家标准GB/T 5235-2021《加工镍及镍合金牌号和化学成分》，N4的化学成分有严格规定。其核心在于极高的镍含量，要求镍加钴的总量不低于99.4%。其余关键元素控制如下：

碳：含量被严格控制在较低水平，通常不大于0.10%，过高的碳会影响其加工塑性和耐腐蚀性。

铜：允许少量存在，但有限制。

铁、锰、硅等元素：作为杂质或微量添加元素，其含量都有明确的上限规定。

硫：含量极低，因为硫是对镍，尤其是在高温下，极为有害的元素，会引发热脆性。

这种高纯度的化学成分构成，是N4合金具备一系列优异性能的基石。

二、 核心力学性能与物理性能详解

N4合金的性能与其状态（如退火态、硬态）密切相关。以下数据主要基于其常见的退火状态。

1. 抗拉强度
抗拉强度是材料在拉伸实验中所能承受的最大应力。对于退火态的N4合金，其抗拉强度值通常在345兆帕（MPa）至485兆帕（MPa） 之间。这个数值表明N4合金具有中等偏上的强度水平，能够满足许多结构件在腐蚀环境下的承载需求。值得注意的是，通过冷加工（如冷轧、冷拉），其抗拉强度可以显著提升。

2. 屈服强度
屈服强度是材料开始发生明显塑性变形的临界应力，对于工程设计而言，它比抗拉强度更具参考价值。退火态N4合金的屈服强度（通常以规定非比例延伸强度Rp0.2表示）相对较低，一般在100兆帕（MPa）至200兆帕（MPa） 的范围内。较低的屈服强度意味着材料柔软，易于进行冷成型、弯曲和冲压等加工操作。

3. 硬度
硬度是衡量材料表面抵抗硬物压入能力的指标。N4退火态的硬度通常采用布氏硬度（HBW）或洛氏硬度（HRB）来表示。其布氏硬度值大约在70 HBW 至 100 HBW 之间，而洛氏硬度B标尺值则在60 HRB 至 80 HRB 左右。这种较低的硬度值再次印证了其优良的塑性和可加工性。

4. 密度
密度是材料的固有物理属性。N4作为纯镍，其密度约为8.90克/立方厘米（g/cm³）。这个数值高于钢（约7.85 g/cm³），但低于许多重金属如钨、钽。较高的密度赋予了N4合金一定的重量感和良好的惯性，在某些特定应用中（如惯性元件）是一个考虑因素。

性能总结：从力学性能上看，退火态的N4合金呈现出“强而韧，软而塑”的特点。它并非以超高强度见长，而是以良好的强度与极佳的塑性、韧性的结合而著称。

三、 关键执行标准指标汇总

N4合金的生产、检验和验收必须遵循严格的国家或行业标准。在中国，最主要的执行标准是：

GB/T 2054-2013 《镍及镍合金板》：该标准规定了N4合金板材的尺寸、外形、技术要求、试验方法、检验规则等。它对不同状态（如退火态、硬态）下的力学性能指标（抗拉强度、屈服强度、延伸率）给出了明确的合格范围。

GB/T 4423-2007 《铜及铜合金拉制棒》（虽主要针对铜合金，但类似标准存在于镍材中）及相关的镍合金棒材、线材标准。对于N4的棒、线、管材，均有对应的专项标准，如GB/T 2882（镍及镍合金管）、GB/T 3122（镍线）等，其中都包含了对N4材料的规定。

这些标准确保了不同批次、不同生产厂家的N4材料都具有一致且可靠的性能，为工程设计和使用提供了质量保障。

四、 综合解析与应用启示

综合以上分析，我们可以清晰地勾勒出N4合金的“人物画像”：它是一位“耐腐蚀领域的谦谦君子”。其高纯度成分带来了卓越的抵抗多种腐蚀介质（如苛性碱、中性及碱性盐溶液、有机介质等）的能力，尤其是在高温烧碱（氢氧化钠）行业中是不可或缺的材料。

其适中的抗拉强度、较低的屈服强度和硬度，使其拥有非凡的冷、热加工性能，可以方便地制成板、带、管、棒、线等各种形态。而8.90 g/cm³的密度则是其作为镍基材料的身份象征。

总结而言，N4合金的核心价值在于其均衡的综合性能：极高的耐腐蚀性、良好的导电导热性、优异的加工塑性和可焊接性，以及稳定可靠的力学性能。 在选择N4合金时，工程师不仅需要关注其化学成分是否符合标准，更要根据应用场景（如是否需要承受较大载荷、是否要求易于成型等）来重点关注其在不同状态下的抗拉强度、屈服强度和硬度指标，确保材料能够满足具体的服役条件。通过对其标准、成分和性能的深度理解，才能将N4合金的潜力充分发挥在化工、电子、航空航天及各种高端工业领域。

详细分析

1. 基本信息（源自公开工商信息）

成立时间：2003年07月08日（截至2024年，已运营超过21年，不属于新公司，有一定的行业积淀）。

经营范围：主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售，以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间：成立超过10年，表明公司在市场竞争中生存了下来，拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置：位于上海这一全国金融、贸易和物流中心，信息灵通，交通便利，便于开展国内及进出口业务。

资质齐全：拥有“货物进出口”资质，意味着可以开展国际贸易业务，这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号：

一、英科乃尔：

UNS N06600、Alloy20、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06Alloy20、InconelAlloy20、AlloyAlloy20、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800\UNS NO8811、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400\NO4400\Alloy400\MonelK500\NO5500

五、哈氏合金：

Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30

六、固溶强化性铁镍基合金：

NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143

七、固溶强化型镍基合金：

NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、

NS335、NS336、NS341

八、时效强化型镍基合金：

NS411

九、固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、Alloy20、3J53十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、Alloy20、Alloy20、GH2132/SUH660、Alloy20、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

Alloy20、Alloy20、GH3044、GH3028

十二、时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169

十三、奥氏体不锈钢:

904L（UNS N08904）、Nitronic60(S21800）、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N

十四、复合式不锈钢：

SAF2205（F51）、SAF2507（F53）、S32760、254SMo（F44、DIN1.4529）、329J1（0Cr26Ni5Mo2）、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)

十五、沉淀硬化不锈钢

17－4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH（SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo（SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al）、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)

十六、其它：

可伐合金4J29 Kovar，Invar合金4J36 Invar合金、4J34，4J46，4J32，4J42

产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料，包括：

板材、带材

棒材、线材

管材、管件（无缝管、焊管、弯头、三通等）

法兰、锻件

焊材（焊条、焊丝）

重要提示：

具体库存和牌号可能变动： 以上列出的是镍基合金的常见牌号，但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式： 要获取最准确、最及时的产品信息，强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询： 您可以访问他们的官方网站（如果有的話）来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助！如果您有特定的应用场景或介质环境，也可以提出，这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。