《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

镍杂志 关于 镍及其应用的专业 杂志 《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

无处不在的镍 镍矿 红土镍矿和硫化镍矿

海上运输 液化天然气船舶改造

国际材料技术协会（MTI） Heather Allain 问答

案例研究30 戈迪·豪国际大桥 戈迪·豪国际大桥以史上最顽强、最具代表性的冰球运动员之一戈迪· © 2022 GORDIE HOWE国际大桥

豪命名，注定非凡，为横跨底特律河、连接加拿大与美国提供了一条

极具视觉冲击力的交通路线。

这座全长 2.5 公里的六车道大桥将 设施建设的专业知识）。

成为北美最长的斜拉桥，主跨度 项目于 2018 年7月开工，设计寿命 超过 850 米，连接密歇根州的底特 为 125 年。对大桥制定了一个全面 律和安大略省的温莎。就贸易量而 的评估计划，以确保选择适当的 言，它将是北美最繁忙的国际边境 材料。PPP 工程师选择了具有优异 通道。 耐腐蚀性能的 ASTM 955 2304 牌 该 项 目 耗 资 6 4 亿 加 元 ，由 A C S 在 21 世纪初，两国越来越担心，现 号（UNSS32304）或 2205（S32205） Infrastructure、Fluor、Aecon 和 有的大使桥 （始建于 1929 年， 需要 Dragados Canada 在内的联合体牵 牌号不锈钢，确保直接暴露在除冰 头设计、建 造、维 护和运营。完 工后， 大修，而且四车道设计也无法满足 盐和飞溅区的关键强化钢筋混凝土 大桥将拥有六车道，以及由漂亮艺术 未来的交通需求。 结构元件具有长期耐用性。 品装饰的自行车道和人行道。 因 此 ，温 莎 底 特 律 大 桥 管 理 总长：2.5公里 新冠疫情后，两国之间的贸易再次 局（ W D B A ）与北 美 桥 梁 公 司 宽度：37.5米 飞速发展，人们对 2025 年秋季的建 高度：220米 （Bridging North America，联 最长跨度：853米 成通车充满期待。 合成立了一个公私合作伙伴关系 （PPP）来负责北美桥梁事务，这个 这是加拿大和美国共同取得的卓 联合体拥有组织领导大规模基础

2024年， 第1期 22 || 《镍杂志》 《镍杂志》第39卷， 第39卷， 2024年， 第1期

越成绩。

编者按： 无处不在的镍 镍性能独特，因此在不同终端用途领域的无数应用中备受重视。大部分 镍用于生产不锈钢，而不锈钢的最终用途非常广泛。从消费品到大型建

筑项目，镍有助于实现各种应用的功能性和可持续性。与此同时，镍在电 WIKIMEDIA COMMONS

池领域的用量增长最快，在 2022 年增长 30%1。 其他 3% |

镍的初级应用，2022年 电池 17%

电镀 5%— 合金钢 3%—

含镍不锈钢 66%

镍合金 6%—

其他行业构成 4% | 其他 4% 制造工业 14%

镍的终端应用，2022年

出行和运输 25%

能源 12% 维基共享资源

建筑、 房屋施工 12%

消费品、餐饮、食品加 工 28%

在本期《镍杂志》中，我们提供了镍的众多应用，从赋能技术到提供韧性，

封面： 位于 纳 米比 亚 的 霍 巴 陨 石，尺寸 2.7 × 2.7 × 0.9米（8.6 × 8.6 × 3英 尺），重量超过 60 吨。霍巴陨石被 分类为铁陨石，成分为 84% 的铁和 16% 的镍。

深入研究了这种全能型金属在各个行业中的作用。

探索突破性的医疗器械、革命性的电池回收技术、鱼类友好型不锈钢应

用、壮观的街头艺术以及提高桥梁耐久性的方法。镍在所有这些领域都

发挥了重要作用。

本期还推出了关于镍生产的一系列新文章。从第 6 页开始，我们将讨论 镍矿石的可持续性、处理工艺和创新发展。

本期《镍杂志》探索了镍的多面性，凸显了镍在塑造我们当今世界中不可 或缺的作用。

Clare Richardson

《镍杂志》主编 英国基准矿业情报

1

《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

案例研究编号 30

戈迪·豪国际大桥

03

编者按 无处不在的镍

04

镍要闻

06

镍处理 红土镍矿和硫化镍矿

08

鱼类友好型水提取设施

10

国际材料技术协会

镍要闻

要闻

02

目录

Heather Allain 访谈

12

海运污染物去除 液化天然气船舶改造

13

镍合金 耐热合金

14

技术问答

15

为什么是镍？

15

UNS 详细资料

16

雕塑 Squashed bean Anish Kapoor

《镍杂志》由国际镍协会出版 www.nickelinstitute.org 总裁：Hudson Bates博士 编辑：Clare Richardson communications@nickelinstitute.org 撰稿人：Gary Coates, Rick Husa, Richard Matheson, Geir Moe, Kim Oakes, Lissel Pilcher, Lyle Trytten, Benoît Van Hecke, Odette Ziezold 设计：Constructive Communications公司 期刊内容仅供读者参考，未征求专家意见，不得用于特定 应用或以此为依据。虽然期刊中的信息在技术上是正确的， 但国际镍协会及其成员、工作人员和顾问不承诺，也不保 证它们适用于任何一般或特定用途，对期刊中的不承担任 何责任和义务。 ISSN 0829-8351 Hayes 印刷集团用再生纸在加拿大印刷 库存图片来源： 封面：iStock©fabio lamanna 第4页iStock©selimaksan, 第6页iStock©Nanang Sugianto， 第8页iStock©DaveAlan，第13页iStock©pricelessphoto， 第15页VectorStock FancyTapis, Sergio34

4 | 《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

瓣膜演变

北京协和医院董念国教授和他的团队成功开创出一种“活”瓣膜，支持

内皮化血管支架，比目前完全由猪动物组织制成的瓣膜更强大、更耐用。

随着时间推移，猪瓣膜会发生钙化，导致心“门”保持打开，使血液回流。

为解决这个问题，科学家利用镍钛诺（UNS N0���）制作了一种骨架。由

于镍钛诺具有形状记忆特性，在猪心脏瓣膜靠近人类瓣膜的地方会形成

一个“网”，使人体细胞能够慢慢附着并生长到瓣膜中。

这种“活瓣膜”最终可以移除所有猪细胞，消除猪瓣膜的钙化和潜在排斥

反应。效果如何?“心门”组织结构的打开和关闭更加有力，非常类似于人 类心脏瓣膜。研究团队成员乔韡华说“我们从未放弃，最终迎来曙光”。

坚固铠装

这一首创应用可增强不锈 钢和其

他金属合金的强度，提高其性能。 美国田纳西州橡树岭国家实验室

双赢方案

中国香港的 GRST（绿色、可再生、可持续技术）在 202� 年年底斩获

Earthshot 大奖，他们的获奖工艺使用易于回收的组件，使电动汽车 的电池更加清洁。

这项年度大奖由威尔士亲王威廉于 2020 年创立，旨在表彰应对全球

最紧迫环境挑战（空气和水污染、环境退化、废物和气候变化）的创

新解决方案。GRST 创造出一种使用水溶性复合材料来制造电池的方

法，替代了挥发性溶剂和难以回收的材料。这样一来，在电池寿命结

束时，锂、钴和镍可以以更经济的方式回收，并在另一个电池中再次使

用，减少进一步提取的需求。这是电动汽车与环境的另一个双赢方案。

化硼（hBN）涂层可长期改善对恶

劣腐蚀的防护，减轻空气中的高温

氧化。利用一种称为大气压化学气 相沉积的工艺，hBN涂层由固体硼

源和分子态氮结合而成 。这种为

含镍、铁合金添加保护层的 hBN

涂层为大规模工业应用提供了可 能性，可提高太阳能电池板、半导

体和航空涡 轮叶片的性能。橡树 岭国家实验室的 Ivan Vlassiouk

Knowing Nickel（镍知识）

（负责领导这项研究）指出了另一

脱性，以支持镍的安全使用。虽然短片旨在娱乐和提供镍知识，但背

发表于《Advanced Materials

Knowing Nickel（镍知识）是国际镍协会推出的最新视频。这部简 短动画旨在深入了解两个重要的科学概念，即生物有效性和生物洗

后的科学道理是严肃的。如果您对此感兴趣，可以在国际镍协会网站

（www.nickelinstitute.org）上获得更多深入的信息。

个优点， “利用这种工艺合成单层 和多层 hBN 可以提高新兴二维

电子光子器件的性能”，这项研究 Interfaces》。

ADAM MALIN/橡树岭国家实验室/美国能源部

GRST

（ORNL）的研究人员发现，六方氮

《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

镍工业第1部分 镍处理 红土镍矿和硫化镍矿 本篇是 镍行业 新系列文章的第一 篇，从业内角度提供了更深入的观 点，即我们做什么、我们如何做以 及在生产这种重要多功能元素时面 临的挑战。我们将讨论矿石、处理 工艺、可持续性以及正在进行的开 发。我们先从矿石开始。

目前，镍主要应用于两个领域：不锈钢与其他合金，以及包括电池在内

的化学用途。不锈钢是镍市场最大的组成部分，而电池领域则增长最快。

为满足全球镍需求，镍的生产有两

贸易量也很大。

回收（无论是不锈钢、镍合金还是

红土镍矿以地表矿床的形式出现，

镍的高度可回收性是其可持续性的

高铁）和腐泥土（高镍、低铁）。褐

集中在供应链的新采材料上，目前

而腐泥土则只含有镍。

个主要来源：新采矿石和回收材料。 红土镍矿

电池）是镍价值链的重要组成部分。 传统上分为两大类：褐铁矿（低镍、 一个重要标志，但大多数镍市场都 产量约为 300 万吨/年。 两种常见矿石类型

铁矿通常含有钴，作为附加值成分， 如今，褐 铁 矿大 多通 过 浸出进 行 处理。矿石与硫酸发生反应，镍和

镍赋存于两大矿石类型：红土（氧

钴被溶解，作为镍钴中间品被回收。

带地区；硫化镍矿，主要分布在温带

接进入电池供应链。这种基于水溶

化）镍矿，主要分布在热带和亚热

到亚北极地区。地图中描绘了主要

的镍矿开采地点，但其中一些地点

这些中间品可以提炼成金属镍或直 解的工艺称为湿法冶金。

腐泥土矿石通过熔炼进行处理。矿

有多项开采业务，而一些地点只有 石经 过干 燥 和熔炼，通 过 煤 和电

一项开采业务。如今，50% 的镍产量 （通常是以煤为基础）的能量将镍回 来自印度尼西亚。矿石通常在矿区 收为铁镍合金。铁镍合金一般直接 附近加工，但红土镍矿的区域和全

用于生产不锈钢。随着电池需求的

球贸易量很大，一些硫化镍精矿的 不断增长，我们看到，过去将合金 6 | 《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

红土镍矿开采业务 硫化镍矿开采业务

转化为更高等级材料（高冰镍）进 于装运。然后，镍精矿可以在集中设

行精炼的做法再次兴起。这种基于 施中进行处理。其中大多数设施为

高温 熔化材料的工艺称为火法冶

镍冶炼厂，利用所含硫和电力的能

硫化镍矿

步精炼，但也有直接使用湿法冶金

金。

硫化镍矿可能位于（或接近）地表

或地下深处，通常具有钴以外的附

量将精矿熔化，形成高冰镍，并进一 处理的情况。

未来，我们将在文章中进一步揭秘

加价值，如铜、铂和钯。这些加在一 这些技术，识别出一些历史上和正

镍存在于两大矿石类型：红土镍矿 和硫化镍矿

起，可能比镍的价值更高。这种矿 在进行的改进，行业面临的可持续

石的处理方式与红土镍矿不同，几 性挑战，以及可与当前商业化方法 乎总是在矿区就升级为镍精矿，便 一起实现的潜在替代技术路线。 新开采镍材料的一般工业流程图

硫化镍矿开采

矿区处理

冶炼和精炼

冶炼

铁镍合金

镍金属

化学用途 （电池） 不锈钢与 合金用途

转换

红土镍矿开采

浸出

中间品

《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

鱼类友好型 水提取设施

朗吉塔塔河引水活动（RDR）于 2022 年完成，在新西兰南岛朗吉塔塔河

的取水方面发挥着重要的作用，可满足全年灌溉、储水和水力发电需求。

AWMA 水控制解决方案使用含镍 不锈钢，设计和建造了世界上最大 的鱼类友好型水提取系统。

然而，对本地鱼类种群的环境影响是一个令人担忧的问题，促使研究人

员开发创新过筛解决方案。

为应对这一挑战，研究人员设计并 解决方案采用不锈钢筛网结构，不

制造了一个环境可持续性分流系统。 仅具有自清洁和鱼类友好的特点，

该系统由含镍 304（UNS S30400） 还能提供可靠水流，且整个生命周 和 316（S31600）不锈钢制成，在提

期的成本较低。

和鳟鱼等观赏鱼以及各种本地濒

筒筛）、一个平面筛板、一个平板闸

供所需流量的同时，还能确保鲑鱼 项目需要七个T型筛网（共 14 个圆 危鱼类安全返回河流系统。

门，均采用不锈钢制造。

经全面研究，研究人员选择了一种 鱼类保护网的三个主要设计特点是

已经 过数十 年成功验证的自清洁 孔径尺寸、接近速度和自清洁功能。 楔形丝物理筛选系统。这种有效的 考虑到鱼类的种类和繁殖模式，筛

8 | 《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

AWMA水控制解决方案

物进行定制。通过整个筛网区域内 较低、均匀的水流分布，可实现较

低的接近速度，防止碎屑和鱼类被 夹带和撞击。

不锈钢楔形金属丝制成的筛网具有 自清洁功能，结合内外部冲刷清洁 机制，可有效去除碎屑和藻类，同 时保持鱼类保护和最佳流量。

14 个圆筒筛由 304 不锈钢楔形丝筛

网材料制成，直径 2.1 米，长 3.0 米。

7 个 8.75 米高的回收系统都装有由

304 不锈钢主轴箱盖组成的主轴箱，

以保护直径为 100 毫米的 316 不锈

钢驱动轴。方案需要 140 米 316 不

锈 钢 钢丝 绳，以 及不锈 钢螺 丝扣 和配件，用于升降进口滤网。不锈

钢缝筛板重达8吨，尺寸为 30 米×

3.5 米（105 平方米）。

旁通渠道处的平板式水控闸门由

大约 1.8 吨不锈钢制成，为鱼类友 好型打捞闸门，用于调节和控制水

流。

在安装之前，所有不锈钢部件均经

执行器 闸门 固定外 部刷 过滤水

旋转的 楔形丝网 内部旋 转刷

过表面酸洗处理。

筛分系统的制造共使用超过 55 吨

不锈 钢 。不锈 钢可确 保 水 提取 设

AWMA水控制解决方案

网的孔径尺寸根据特定的水生生

施的耐用性、性能和使用寿命，在

淡水中的预期资产寿命超过 50 年。

高品质不锈钢材料 与创新基础设 施设计相结合，形成了一种环保解

决方案，能够提供高质量的水输出、

更低的能耗、可靠的流量输送，同

项目需要七个T型筛网（共14个圆筒 筛）、一个缝筛板、一个平板闸门，全 部采用含镍不锈钢制造。

时确保对本地鱼类的保护。

节选自《Australian Stainless Magazine》第 78期的一篇主题文章

《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

国际材料技术协会执行董事 HEATHER ALLAIN 访谈 过去二十年，国际镍协会一直是国际材料技术协会（MTI）的热情支持

者。国际镍协会提供不锈钢、镍合金、焊接和制造方面的信息和专业知

识，促进这些合金在工业中的成功应用。我们向国际材料技术协会执行 董事 Heather Allain 询问了她对材料感兴趣的原因，以及国际材料技 术协会在提高人们对安全、可靠和可持续材料使用意识方面所做工作的

重要性。

问：请介绍一下您自己，以及您对

同问题。在获取材料工程知识、供

我在高中时就很喜欢化学，所以在

源方面，国际材料技术协会的项目

构的影响以及由此产生的材料 特

问：能否举例说明？

国际材料技术协会

材料感兴趣的原因。

Heather Allain 自 2008 年以来一 直在国际材料技术协会工作。在成 为执行董事之前，她作为联席董事 工作了 14 年，为国际材料技术协会 在欧洲地区的项目提供支持。

Allain 拥有莱斯大学材料科学的 学士学位。她的第一份工作是在杜 邦公司，在加入国际材料技术协会 之前，她在那里工作了 14 年。

新 一代 工程师使 用、开发 全 新资

莱斯大学选修了化学工程专业。在 发挥了重要作用。这些项目解决了 技术差距，以及对制造行业安全性、 我的第一门材料科学课程中，我被 可靠性和可持续性的技术理解。 原子的大小、其电荷对金属晶体结 性所吸引。所以我将主修专业改成

了材料科学。材料科学的课程，尤

例 如 ，我 们 的“ M a t e r i a l s

Selector” （材料选择器）系列书

其是腐蚀学课程，加深了我对这个 籍 被 广 泛 认 为 是 具 体 类 型 腐 蚀

领域的兴趣，多年后我进入了国际 材料技术协会。

问：为什么加入国际材料技术协会， 这个协会很重要吗？

国际材料技术协会是一个独特的

性介质的黄金标准。 “Atlases of Microstructures” （微观结构图

谱）系列书籍也是一个很好的例子，

说明了特定合金或合金系列的几乎 所有产品形式。

合作 组 织，由来自加 工 业 的成 员

问：你们有哪些成员？

解决成员认为需要优先解决的共

从事中间品生产，也从事石油天然

公司组成，资助非专利研究和项目， 国际材料技 术协会的成员公司既

10 | 《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

气精炼，其中包括哪些以卓越运营 分享他在这些方面的专业知识。 和安全为首要目标，处理最具挑战

性工艺的公司。我们的结构非常适

合为成员公司提供支持，使他们能 够通过我们的资源和网络作出工程

决策。

问：加入国际材料技术协会有什么 好处？

许多公司加入协会是因为他们对我

问：国际材料技术协会如何运营？

国际材料技术协会于 1976 年在北

美成立。随着许多来自全球的成员

公司加入，我们在21世纪初扩展到

亚洲和欧洲。我们通常每年召开七 次技术咨询委员会（TAC）面对面

会议。每个区域会议都提供培训和

技术内容，并在各自地区分享失败

们正在研究的某个具体主题感兴趣， 经验和挑战，以及应对这些挑战的 或提出了一个符合协会核心价值主

张的研究项目。

一旦加入，网络本身的价值就不可

方法。此外，我们每隔一年举行一 次对公众开放的全球研讨会。

或缺了。国际材料技术协会还办有 问：面对面会议有什么价值？

线上论坛，成员公司可以在论坛上 对于头脑风暴和确定项目范围、目

以得到答案。2023 年，有超过30家

的方式 。国际材料 技 术协会的会

过 10,000 个帖子已存档并可供搜

对于这些内容，面对面的方式也更

国际材料技术协会

提出问题，通常在几个小时内就可 标和成果等任务，面对面是最有效

成员公司寻求解决方案和指导，超 议还经常包括建立联系和培训内容，

索。

技术资源库也具有很高的价值。成

员公司可根据需要全天候访问我们

为成功。

问：您如何选择要资助的项目？

的出版物、演示文稿、线上研讨会 国际材料 技 术协会成员公司都可

等档案。

以提出项目建议。我们的成员全面

会和每月播客（腐蚀学编年史），涵

委员会介绍已通过审核的项目，由

成员公司的其他福利包括我们的行 参与筛选流程，从而加强总体支持。 业培训、圆桌会议、1 小时技术研讨 成员牵头人（获胜者）向技术咨询 盖 成 员公司的所有兴 趣 主 题 。作 委员会就技术价值进行投票。经技

国际材料技术协会每年就一系列材 料主题举办若干课程和圆桌会议。 完整的活动计划可登录 www.mtiglobal.org 查看。

为一项 行业 服 务，这 些 产品 也 向 术批准后，董事会批准拨款。项目 非成员开放。国际镍协会的 Gar y 通常会在一年内获得资 金并开始

Coates 曾作为活动发言人和领导者 执行。可登录我们官网 mti-global.

（或通过提供帮助），为我们的活动

org，查看国际材料技术协会当前

做出过贡献，我们很高兴能与大家 资助的和潜在的项目。

《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

镍助力去除污染物: 海上运输

隔膜

补偿器

工艺管

多层

CRYOSPAIN

CRYOSPAIN

真空接头

套管

真空绝缘管由两根同心管制成；一 根是负责输送液体的内部工艺管； 一根是含真空的外部套管。改装工 作 极具挑战性，因为团队 必 须在 现有设备周围的狭小空间内开展工 作。

自 2020 年1月起，国际海事组织（IMO）对船舶驱动用燃油的硫含量设 定了限制，以减少硫氧化物造成的污染。

这一新的全球硫上限迫使航运业 供 的 316L（U NS S 316 03）管中

重新考虑燃料选择，他们有三个主 管技 术可确保液化天 然气保 持液 要选项：替代燃料、低硫燃料油以 态。316L 不锈钢能保证在海洋大

及 用于从 废气中去除硫氧化物的 气中的耐腐蚀性和低温适应性。 脱硫塔。 改造项目共安装了 275 米管道，其 替代燃料包括氨、甲醇、氢气和液 中 160 米为真空隔热管道（双 层， 化天然气（LNG，一种低硫燃料）。 两层管道之间的空气被抽走）。在 西班牙低温设备专家 Cryospain 天然气需要保持液化时（例如，从 最近对一艘船舶的发动机和燃料 岸上储运站到船上储罐），真空隔 系统进行了改造，目的是使用液化 热可确 保 所 需的冷 却性 能 。不需 天然气。 要保 持液化的部分（如船载 燃 烧 改造项目包括提供液化天然气和 器）可以安装双层管（无真空隔热） 天 然气 管 道 ，用 于 运 输 、储 存以 。共使用了大约 6 吨 316L 不锈钢。 及 为发动 机 提 供 燃料。液化 天 然 气的沸点为-162℃（-260℉），需 目前，这艘船的航行比以前更清洁、 使用含镍不锈钢。Cr yospain 提 更环保、更高效。

12 | 《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

热门话题 耐热合金 通常情况下，当我们考虑含镍合金时，我们看中的是其在含水环境中的

耐腐蚀性，如海水、食品加工和化学品生产。然而，有一类合金几乎能在 540‒1230℃（1000‒2200℉）的温度范围内使用，我们将其统称为耐

热合金（HRA）。

耐热合金有两种基本类型：铁素体 可减缓氧化皮的增厚，从而减少金

和奥氏体。奥氏体耐热合金最常见， 属损 失 。增加铬含 量可增加氧化 因为其微观结构提供的延展性和

高温强度比碳钢更优异。这些特性

归功于奥氏体微观结构中 8%-75% 的镍含量。

下表 显 示了一 些常见的耐 热 合 金， 其中最著名的是 304 耐热合金。

在高温下，钢材会与氧反应形成氧

皮的抵抗能力，但同时也需要增加

镍含量，以保持奥氏体的微观结构。 添加铝或硅可以提高铬的抗氧化皮 能力。镍还具有其他优点，包括提

耐热合金使用示例： • 热处理炉 • 渗碳炉 • 含氯塑料垃圾焚烧

高热处理炉和碳氢化合物加工过 程中可能发生的渗碳的抵抗力，以

及能抵抗卤素气体（如氯）的侵蚀。 这些含镍耐热合金是使设备能够

化物层（氧化皮），从而导致金属 在高温下运行 和生产重要 化学品 损失。高温合金具有较高的铬含量， 的基本合金。 标称化学成分

最高温度*

合金

镍

铬

铁

304 (S30400)

8

18

72

添加镍

其他

310 (S31008)

20

25

52

330 (N08330)

35

19

43

800H (N08810)

31

21

45

980 °C (1800 °F)

600 (N06600)

76

15.5

8

1090 °C (2000 °F)

601 (N06601)

61.5

22.5

14

铝：1.4

1200 °C (2200 °F)

602CA (N06025)

63

25

9

铝：2.2

1230 °C (2250 °F)

*空气中建议的最高温度，连续使用

1150 °C (2100 °F) 硅：1.25

1150 °C (2100 °F) 铁素体 体心立方结构

奥氏体 面心立方结构

《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

咨询专家 国际镍协会技术咨询专线 问题解答

问 答

Geir Moe P .Eng. 是国际镍协会技 术咨询服务协调员。Geir 与世界各 地的材料专家一同为寻求技术支持 的含镍材料最终使用者和选材者提 供帮助。该团队可以随时针对多种 应用（例如不锈钢、镍合金和镀镍） 免费提供技术建议，使人们有把握 地使用镍。

问：我们通 过冷成 型技 术，将 10 毫米厚的 3 0 4L（U NS S 3 0 4 03

）钢板制成 椭圆形 封头。压力容 器 规范没有要求进行成 型 后热 处 理（退火）。而我们客户规定的铁素体限值不得超过 3%。我们使用

Fischer Feritscope® 测试仪，测量转向节部分的铁素体为 35‒45% ， 远离转向节的其他部分测得 <3%。材料鉴定结果表明，该材料符合

304L 型的成分要求。那为什么铁素体有这么大的差异，有哪些补救措 施？

答：Feritscope 并不专门测量铁

然而，304L 中的奥氏体是亚稳态

存在磁性微观结构。最注明的磁

变成另一种微观结构。这就是所

素体，而是用于测量金属中是否

网络版

《镍杂志》

性微观结 构是铁素体。304L 等 谓的形变马氏体，在塑性变形时 奥氏体不锈钢在完全退火条件下 （冷加工）它是有磁性的。Fer it基本是无磁性的，因为其奥氏体

微观结构含有镍。

WWW.NICKELINSTITUTE.ORG

冷加工对铬镍不锈钢磁导率的影响

免费订阅镍杂志，就能在新一期杂志出版时收到印 刷版或电子邮件通知。 www.nickelinstitute.org

请在LinkedIn上加入我们⸺请访问国 际镍协会主页 请在国际镍协会YouTube频道观看镍相关视频 www.youtube.com/user/NickelInstitute

14 | 《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

301 (6% Ni) 304 (8% Ni) 316 (10% Ni)

12

H=50时的磁导率

请在 X 上关注我们@NickelInstitute

310 (20% Ni)

9

这两种不同的微观结构，因为它

们都有磁性。

锈钢可以抵抗这种马氏体相变。

若在成型前测试钢板，你会发现

整 个 钢 板 的 测 试值 均 < 3 % 。冷 成型时铁素体含量不会增加。若

您 想 去 除 马氏 体 ，唯 一 的 补 救

6

措施是对头部进行退火，这是一

3

0

scope 无法区分铁素体和马氏体

如图所示，其他镍含量较高的不

15

在线阅读几种语言的镍杂志。 www.nickelinstitute.org/library/ 从我们的在线档案中搜索往期镍杂志，最早一期是 2009年7月。 www.nickelinstitute.org/library/

的。这意味着一些奥氏体可以转

20

40

60

冷压缩（%）

80

种 将马氏 体 转 变 回奥氏 体 的 热

处 理，对于 3 0 4L ，最低 温 度 为

1040°C（1900°F）。

为什么是镍？

从纳米线到不锈钢合金，镍的存在形式多种多样。但是，镍的哪些特性是其成为日常用品中 必不可少的元素？

厨房水槽中的镍

不锈钢厨房水槽 含镍不锈钢是厨房水槽的理想材料。它具有优异 的耐腐蚀性，而且由于添加了镍，如 304（UNS S30400）不锈钢，它可以形成深碗形状。 镍在 304（S30400）不锈钢中可产生具 有高加工硬化率的结构，这有助于更均 匀地分布应变，优于普通碳钢和铁素体 不锈钢。 高加工硬化率意味着当材料拉伸时， 拉伸区域的强度会显著增加，最终会增强到 足以抵抗进一步的拉伸，而其他较弱的区域也 开始拉伸。

因此，拉伸会分布在更多的材料上，实现更深的碗形，而不是 集中在一个区域。若使用加工硬化率较低的材料，拉伸就会集 中在一个局部区域，导致材料在充分拉伸前断裂。

UNS详细资料

本 期 镍 杂 志 中 提 到 的 合 金 及 不 锈 钢 的 化 学 成 分（ 以 重 量 百 分 比 表 示 ）。

UNS

碳

钴

铬

铜

铁

锰

钼

氮

铌

镍

磷

硫

硅

钛

N01555 第5页

0.07 max

0.05 max

0.01 max

0.01 max

0.05 max

-

-

-

0.05 max

54.057.0

-

-

-

bal

S30400 第8页、第15页

0.08 max

-

18.020.0

-

bal

2.00 max

-

-

-

8.010.5

0.045 max

0.030 max

1.00 max

-

S30403 第14页

0.030 max

-

18.020.0

-

bal

2.00 max

-

-

-

8.012.0

0.045 max

0.030 max

1.00 max

-

S31603 第8页、第12页、 0.030 max 第16页

-

16.018.0

-

bal

2.00 max

2.003.00

-

-

10.014.0

0.045 max

0.030 max

1.00 max

-

S32205 第2页

0.030 max

-

22.023.0

-

bal

2.00 max

3.003.50

0.140.20

-

4.506.50

0.030 max

0.020 max

1.00 max

-

S32304 第2页

0.030 max

-

21.524.5

0.050.60

bal

2.50 max

0.050.60

0.050.20

-

3.05.5

0.040 max

0.030 max

1.00 max

-

《镍杂志》第39卷，2024年，第1期

图片© IWAN BAAN

壮观的 “扁豆” 这 是 人们 期 待已 久 的 英 国 艺 术 家 A n i s h K a p o o r 在 纽 约 市 设 计 的 首个 永久性 设 施 ，坐落于摩 天 大 楼 Je n g a Towe r 下方。它 被 称

为“The Half Bean” （非正式名称），闪闪发亮的豆子似乎被翠贝卡街 区 Herzog & de Meuron“56 Leonard Street”大楼重重压着。这个项

目于2023年1月揭幕，距离委托制作已有 15 年，这反映了其复杂性、经济 因素和新冠出行限制等诸多因素。

Performance Structures, Inc. 表面高度镜面，长 �� 英尺，高��英

也是芝加哥“Kapoor云门” （豆子） 尺（��米*�米），重 �0 吨，像气球

此项目由开发商 A lexico Group 发起，是艺术与建筑创新的“光辉” 典范。

的制作公司，该公司解决了焊接和 一样，坐落在底部人行道上。最后 整平过程中的许多挑战，创造了一 一个单片围绕巨大的内部结构组装、 个无缝雕塑。雕塑的每个单片都有 焊接、固定到地面，并在现场抛光。 自己的支撑框架，底部用螺栓固定 “这个作品带来了一种 在广场上，而单片本身则由锚索悬 Kapoor 说， 挂起来。弹簧构件使雕塑在风、雪 由不锈钢制成的柔软和转瞬即逝

和温度变化等条件下轻微移动。

单片由精密修剪 和 抛 光的

的形态。镜面以扰乱时间、放慢节

奏的方式让我们短暂停留；这种材

���L（UNS S���0�）不锈钢板制成， 料能够创造出新的非物质空间。”

16 《镍杂志》 | 《镍杂志》 第39卷， 2024年， 第1期 第39卷， 2024年， 第1期