耐蝕(shi)(shi)合金(jin)主(zhu)要是指鐵鎳(nie)基耐蝕(shi)(shi)合金(jin) Ni≥30% ,Ni+Fe≥60% ,和鎳(nie)基耐蝕(shi)(shi)合金(jin) Ni≥50% 。
(0Cr35Ni65AI )、Corronel 230、NS 314 合(he)金 和 (Inconel 657、Inconel 671、Inconel 689)、0Cr50Ni50 合金這兩種鉻含量高的鎳鉻耐蝕合金最大的特點是既耐強氧化性酸(例如硝酸)、含F-的HNO3(或HNO3+HF混酸)的腐蝕,又耐含硫、釩等的高溫氣體的熱腐蝕。
一、化(hua)學成分和組織特點
0Cr35Ni65Al和0Cr50Ni50兩種合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)化學成分(fen)已列人表3-3-1中。鉻含量(liang)≥35%是它(ta)們成分(fen)上的(de)(de)共同特點(dian)。從(cong)相圖可知,0Cr35Ni65Al合(he)(he)(he)金(jin)(jin)仍具有單相奧氏體組(zu)(zu)織,而0Cr50Ni50合(he)(he)(he)金(jin)(jin)則具有γ+a的(de)(de)雙相組(zu)(zu)織結構(gou)。
二、 耐腐蝕性能(neng)
前面圖3-3-7指出了含鉻35%、40%和50%的三種合金在65%HNO3和10%HNO3+0.05mol/L HF+0.05mol/L Hg2(NO3)2中的耐蝕性基本上相同。由于0Cr35Ni65A1合金在98%發煙硝酸中也是耐蝕的,因而,此合金可用于解決目前不銹鋼無法同時既耐稀HNO3,又耐濃(或發煙)硝酸的困難。
表3-3-40和圖3-3-75~圖3-3-80系0Cr35Ni65 合金的耐蝕性和0Cr35Ni65Al、0Cr50Ni50合金(其中也包括含鉻50%,鎳50%,但所含微量元素如鈮、鋯等數量稍有差異的0Cr50Ni50合金)在H2S、SO2以及含硫、釩等燃油高溫氣體中的耐蝕情況。顯然,在所試驗的大多數條件下,0Cr35Ni65Al和0Cr50Ni50耐含硫、釩燃油氣體的熱腐蝕性能的確遠遠優于一般的耐熱鋼(包括HK40,即圖3-3-80中的Cr25Ni20 鋼)。高溫下進行抗氧化試驗的結果見表 3-3-41及圖3-3-81和圖3-3-82。
三、力學性能
0Cr35Ni65Al和0Cr50Ni50兩(liang)種合金(jin)(jin)的(de)力學(xue)(xue)性(xing)能(neng)列人表3-3-42中(zhong)。經700℃長(chang)期使(shi)用后,0Cr50Ni50合金(jin)(jin)其塑性(xing)變化(hua)情況見圖3-3-83。由圖可知,合金(jin)(jin)中(zhong)含1.5%Nb是有利(li)的(de)。0Cr50Ni50合金(jin)(jin)的(de)高溫(wen)瞬時力學(xue)(xue)性(xing)能(neng)、高溫(wen)的(de)蠕(ru)變、持久(jiu)性(xing)能(neng)見圖 3-3-84~圖3-3-88。
四、物理性能(neng)
(0Cr35Ni65AI )、Corronel 230、NS 314 和(Inconel 657、Inconel 671、Inconel 689)、0Cr50Ni50 兩種(zhong)合金的(de)物理(li)性能件(jian)表 3-3-43。
五、焊接性能
0Cr35Ni65Al和(he)0Cr50Ni50兩種高(gao)鉻(ge)合金(jin)都是可(ke)(ke)焊(han)(han)(han)的(de)。0Cr35Ni65Al的(de)焊(han)(han)(han)接基(ji)本與0Cr30Ni60Fe10相同,可(ke)(ke)采用(yong)MIG和(he)TIG焊(han)(han)(han)。0Cr50Ni50合金(jin)的(de)焊(han)(han)(han)接相對(dui)較困難,可(ke)(ke)使(shi)用(yong)MIG和(he)TIG焊(han)(han)(han)接,但采用(yong)TIG焊(han)(han)(han)接時,填(tian)絲金(jin)屬(shu)中的(de)氮含量(liang)要(yao)(yao)≤0.05%.對(dui)于(yu)鑄件等,焊(han)(han)(han)前預熱(re)是必要(yao)(yao)的(de),焊(han)(han)(han)后要(yao)(yao)慢(man)冷,以防(fang)止開裂。手(shou)工電弧(hu)焊(han)(han)(han)也可(ke)(ke)采用(yong)含鈮的(de)0Cr50Ni50Nb焊(han)(han)(han)條(tiao)。
六、冷熱加工及(ji)成型性(xing)能
0Cr35Ni65Al合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)冷、熱加(jia)(jia)工(gong)性能良好(hao),可在(zai)1050~1200℃間進行加(jia)(jia)工(gong)。這種性能與0Cr30Ni60Fe沒有明顯差(cha)別。但是,0Cr50Ni50 合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)一般用做(zuo)鑄造(zao)材料,此時(shi)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong)含(han)微量鈮(ni)(約(yue)(yue)1.5%).當作為熱變形合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)使(shi)(shi)用時(shi),一般以約(yue)(yue)1.5%鋯或(huo)約(yue)(yue)1.5%鈦(tai)代(dai)替鑄造(zao)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong)的鈮(ni)。為了(le)使(shi)(shi)0Cr35Ni65A1和0Cr50Ni50(含(han)約(yue)(yue)1.5%鋯或(huo)約(yue)(yue)1.5%鈦(tai))獲(huo)得良好(hao)的熱加(jia)(jia)工(gong)性,合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)冶煉時(shi)充分脫氧(yang)至關重要。
七、熱處理工藝
0Cr35Ni65Al合金(jin)固溶處理溫度為 1050~1150℃。0Cr50Ni50 合金(jin)則在1050~1200℃進行固溶處理。對于(yu)一些鑄件,也可在鑄造狀態下直接(jie)使用。
八、應用
0Cr35Ni65Al合金一般用于制造耐HNO3、HNO3+HF混酸的容器、管道、塔、槽等。國內在核化工用途中使用此合金效果很好。0Cr50Ni50合金主要用于制造以油做燃料的各種加熱設備,如各種加熱器、電站鍋爐以及各種加熱爐構件等。凡是需要解決含硫、釩、鈉氣體的污垢高溫下熱腐蝕的設備、部件均可選用0Cr35Ni65Al和OCr50Ni50合金制造。0Cr35Ni65Al合金既可鑄造,又易冷、熱變形,此合金可生產板、管、絲、帶、棒材等產品。0Cr50Ni50合金主要用做鑄件,但也生產薄板、棒材、小口徑管以及絲、帶材。