香蕉视频app下载苹果版

Incoloy 800

  (1Cr20Ni32Fe ) 、NS 112、Incoloy 800 合金的質量分數含碳小于0.1%,含鉻20%左右，含鎳32%左右，并含少量鋁、鈦的鐵-鎳耐蝕合金是Ni-Fe-Cr系合金的代表性牌號，通稱Incoloy 800合金。此合金是 為了節約鎳基合金中的Ni于1949年發展的。隨著化學加工業和核動力工業的發 展，需要量的在各種腐蝕環境下工作的換熱設備。長時間以來，換熱設備水側所 引起的應力腐蝕破裂事故嚴重威脅著設備的安全運行和影響生產廠的經濟效益, 尋求一個適用性寬廣的耐應力腐蝕破裂合金受到工業界的普遍關注。在一些高溫高壓水中，在Ni-Fe-Cr合金體系中由于存在著一個既不產生穿晶又不產生晶間應力腐蝕破裂的Ni區間，而且Cr20Ni32Fe合金的鎳含量恰好處于此區間（圖10-1）, 且價格又遠低于鎳基合金，因此這類合金得到了深入的研究和發展，派生出許多合金牌號，按化學成分和用途至少可將Cr20Ni32型合金劃分成標準型、高碳型、中碳型和低碳型四種。

  標(biao)準型是早期的Cr20Ni32型合金(jin)，碳含量0.1%。

  高碳型合金的碳含量(C)處于(yu)0.05%~0.1%之間。主要用于(yu)600℃以上， 具有粗晶粒、高蠕變強度的特點。在(zai)化(hua)工(gong)、電廠、石(shi)油化(hua)學工(gong)業中的過(guo)熱(re)(re)器、再(zai)熱(re)(re)器、高溫加熱(re)(re)、轉(zhuan)化(hua)、裂解(jie)爐(lu)管等(deng)方面應用。

  中碳型(xing)合金的(de)碳含量(liang)在(zai)0.03%~0.06%范圍之間，具有中等晶粒度，一(yi) 般用(yong)于350℃~600℃ 使(shi)用(yong)的(de)過熱器(qi)、再熱器(qi)等熱強(qiang)部件。也適用(yong)于高(gao)溫(750℃)氣冷堆換熱器(qi)。

  低(di)碳型(xing)有(you)時也稱(cheng)改良型(xing)。它是(shi)標準型(xing)合(he)金Cr20Ni32Fe合(he)金的改進和發展(zhan)。我 國鋼標號為(wei)00Cr20Ni32AlTi。碳含量(liang)(C)低(di)于0.03%并(bing)要求控制合(he)金中的Ti/C和Ti/C+N比值(zhi)以及Al、Co等含量(liang)。此合(he)金的特點是(shi)超低(di)碳、細晶(jing)粒，充(chong)分穩定化、耐(nai)應(ying)力腐蝕性能優良,低(di)碳型(xing)合(he)金使(shi)用溫(wen)度≤350℃ ,主要用于壓水堆蒸發器。

一、化學成(cheng)分(fen)和組織結構

  經近60年的演變、發展(zhan)的各(ge)種Cr20Ni32合金(jin)的派生牌(pai)號的化學成分(fen)列(lie)于表 10-2。

  表10-2所列合(he)(he)金在高(gao)溫(wen)固溶快(kuai)冷條件(jian)下(xia)的組織為奧(ao)氏(shi)體，但(dan)在500~900℃ 中溫(wen)加熱，此合(he)(he)金有可能處于雙相區，對于Ni處于下(xia)限(xian)，Cr處于上限(xian)的合(he)(he)金可能性更大。業(ye)已發現，在650℃和750℃長(chang)期加熱有δ相析出，但(dan)數量較少，尚不足以(yi)影響合(he)(he)金的斷(duan)裂性能。

  合(he)(he)金的析出行為C曲線，如(ru)圖10-10 所示，析出相種類和數量受合(he)(he)金成分和受熱條件所制約(yue)。

二、力學性能

 1Cr20Ni32Fe( Incoloy 800) 合金的(de)室(shi)溫(wen)力(li)學(xue)性(xing)能匯總于表10-3,典型的(de)室(shi)溫(wen)抗拉(la)和(he)抗壓強度見表10-4。表10-5為超(chao)低(di)碳型 Cr20Ni32Fe合金的(de)室(shi)溫(wen)和(he)350℃的(de)力(li)學(xue)性(xing)能。 溫(wen)瞬時拉(la)伸性(xing)能如圖(tu)(tu)10-11和(he)圖(tu)(tu)10-12所示。Cr20Ni32Fe 合金的(de)高溫(wen)長時力(li)學(xue)性(xing)能見表10-6、圖(tu)(tu)10-13和(he)圖(tu)(tu)10-14。

三(san)、耐蝕性(xing)能

  1. 全(quan)面(mian)腐蝕

  Incoloy 800合金具有良好的耐HNO3、有機酸、除鹵素鹽外的氧化性和非氧化鹽類的腐蝕，在硝酸中，它可經受沸騰溫度70% HNO₃的腐蝕。在各種介質中的耐蝕性見表10-7。

  2. 高溫腐蝕(shi)

  盡管Cr20Ni32Fe合金在濕態介(jie)質中具有較(jiao)好(hao)(hao)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性(xing)，但此(ci)類合金良好(hao)(hao)的(de)(de)耐高溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)是其突出優(you)點。在高溫(wen)條件下，由于合金中具有較(jiao)高的(de)(de)銘含量和足(zu)夠的(de)(de)鎳含量，使(shi)其能(neng)形(xing)成防護(hu)性(xing)良好(hao)(hao)的(de)(de)氧化膜，具有良好(hao)(hao)的(de)(de)抗滲碳性(xing)能(neng)，是耐高溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)良好(hao)(hao)材料，在工業中得到了廣泛(fan)應用。

  在高溫爐氣中 Cr20Ni32Fe合金的耐蝕性優(you)于一般奧氏(shi)體(ti)不銹鋼，數據(ju)見表 10-8。

    h₂+H₂S環境，在石油精煉加工中常常遇到含硫化氫的氫氣腐蝕問題, Cr20Ni32Fe合金的耐蝕性優于一般奧氏體不銹鋼，也優于Inconel 600合金，試 驗室試驗結果列于表10-9。

   抗(kang)滲(shen)(shen)碳性(xing)能(neng)，Cr20Ni32Fe具有(you)良(liang)好(hao)的(de)抗(kang)滲(shen)(shen)碳性(xing)能(neng)，試驗(yan)(yan)室試驗(yan)(yan)結(jie)果見(jian)表(biao) 10-10。它的(de)抗(kang)滲(shen)(shen)碳性(xing)能(neng)優于常規不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼，相(xiang)當(dang)于含質量分數為25% 鉻的(de)耐髙溫 腐蝕的(de)奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。

  3. 晶間腐(fu)蝕

   Cr20Ni32Fe合金在593 ~816℃之間受熱將出現晶間腐蝕（圖1-4）。對含質量分數為0.04%碳的合金試驗結果指出，最敏感的溫度為650℃（見圖10-15）。影響 Cr20Ni32Fe合金晶間腐蝕的因素是合金中的碳含量，Ti/C[Ti/（C+N）]比值、固溶處理溫度和晶粒尺寸等，其根源是由于Cr₂₃C₆在中溫析出所引起的貧鉻所致。盡管此類合金在850℃附近析出TiC沉淀，但不足以解決晶間腐蝕問題。 降低合金中的碳含量，提高合金的穩定化程度即提高Ti/C,控制固溶處理溫度和采取細化晶粒尺寸等措施，可有效地降低合金的晶間腐蝕敏感性，如圖10-16和圖10-17所示。

   4. 應力腐蝕

    a. 高(gao)溫水介質(zhi)中

   工程實踐和實驗室試驗表明，在高溫水的某些條件下，低碳的Cr20Ni32Fe (00Cr20Ni32AlTi)合金的耐應力腐蝕性能顯著優于18-8型奧氏體不銹鋼.在某些條件下甚至優于00Crl5Ni75Fe( Inconel 600)合金。圖10-18 給出了在316℃和 330℃含100×10^-6Cl^- , 8×10^-6 溶解氧的高溫靜水中的應力腐蝕試驗結果，顯然 00Cr20Ni32AlTi 合金的耐應力腐蝕性能，既優于 18-8、2520、00Cr25Ni25Si2V2Ti 等不銹鋼，又優于Inconel 600和Monel 400合金，但經2500~10000小時試驗，它也產生了晶間應力腐蝕斷裂。

   盡(jin)管Cr20Ni32Fe合(he)(he)金表(biao)現出良好的(de)(de)(de)耐應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)，但此合(he)(he)金對(dui)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)并非免疫。在各種高溫水中的(de)(de)(de)耐應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)與合(he)(he)金成分、熱處理條件、冷變(bian)形(xing)等(deng) 有(you)(you)密切關系。試驗結(jie)果(guo)指(zhi)出，降(jiang)低合(he)(he)金中的(de)(de)(de)碳含(han)量(≤0.03%),提高鎳含(han) 量，增大Ti/C比將提高合(he)(he)金的(de)(de)(de)耐應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)。通常敏化和(he)冷變(bian)形(xing)對(dui)合(he)(he)金的(de)(de)(de)耐應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)有(you)(you)害，但有(you)(you)的(de)(de)(de)試驗結(jie)果(guo)指(zhi)出，650℃長(chang)期時效可顯著降(jiang)低合(he)(he)金的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)敏感性(xing)。

   b. 苛性水(shui)介質中

   在壓水堆蒸發(fa)器和鈉冷快堆蒸發(fa)器中，有(you)可(ke)能會出現含(han)NaOH的(de)苛性水介質，目(mu)前(qian)已(yi)遇到(dao)18-8不銹(xiu)鋼和 Inconel 600合金的(de)苛性應力腐蝕破裂問(wen)題。

  大量的(de)(de)(de)研究表明Cr20Ni32Fe合金(jin)在(zai)含(han)NaOH的(de)(de)(de)苛(ke)性水介質中的(de)(de)(de)耐應力(li)(li)腐蝕性能取決于(yu)NaOH濃度和(he)應力(li)(li)水平(圖10-19 和(he) 圖10-20)。 NaOH濃度和(he)應力(li)(li)水平愈高，合金(jin)的(de)(de)(de)耐應力(li)(li)腐蝕性能下(xia)降。對低碳(tan)型(xing)的(de)(de)(de)00Cr20Ni32AITi合金(jin)只有在(zai)低 NaOH濃度、低應力(li)(li)下(xia)才(cai)處于(yu)免疫區（見圖10-21，該圖中NaOH為(wei)質量分數）。 因(yin)此，只有在(zai)使用過程(cheng)中避免高應力(li)(li)出現和(he)防止NaOH濃縮，才(cai)能保證采用 00Cr20Ni32AlTi合金(jin)設備(bei)的(de)(de)(de)安全運(yun)行。

   c. NaCl溶(rong)液(ye)中

  在沸騰溫度不同濃度(物質的量濃度)的NaCl溶液中經650℃敏化1小時 的1Cr20Ni32Fe合金的應力腐蝕與電位的關系曲線如圖10-22所示。在MgCl₂中的 SCC行為如圖10-23所示。在此種介質中的耐SCC行為與高性能不銹鋼相同。

四、 熱加(jia)工(gong)、冷加(jia)工(gong)、熱處理和焊接(jie)性能

   1. 熱加工

    Cr20Ni32Fe合金(jin)的(de)(de)熱加(jia)(jia)工(gong)性能良(liang)好(hao)，類似于(yu)一(yi)般Cr-Ni奧(ao)氏體 不銹鋼，熱加(jia)(jia)工(gong)溫度范圍(wei)為(wei)900~1200℃，合金(jin)的(de)(de)熱彎成(cheng)形通常在1000~1150℃ 范圍(wei)內進(jin)行。熱成(cheng)形后可(ke)以空冷，但為(wei)了減輕合金(jin)的(de)(de)晶間腐蝕傾向，應盡量快速通過540~760℃敏化區。

   2. 冷加工(gong)

     合金的冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)成(cheng)(cheng)型(xing)性能近似于18-8型(xing)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼，但加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬化傾向低于18-8型(xing)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼。盡管(guan)如此，在冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)成(cheng)(cheng)型(xing)過程中(zhong)，中(zhong)間(jian)軟化退(tui)(tui)(tui)火常常是需要的，中(zhong)間(jian)退(tui)(tui)(tui)火溫(wen)度與固溶退(tui)(tui)(tui)火溫(wen)度相(xiang)同。

   3. 熱處理

    合金的(de)(de)固(gu)溶(rong)退火(huo)(huo)溫(wen)度在(zai)920~980℃ , 一般(ban)(ban)控制在(zai)980℃ ,±10℃保溫(wen)時(shi)間視產品厚度而定(ding)，但保溫(wen)時(shi)間不得少(shao)于10分鐘，對于高(gao)碳合金且在(zai)550℃以上溫(wen)度使用(yong)者，其固(gu)溶(rong)處理溫(wen)度應為1150~1205℃。消除應力的(de)(de)熱處理，一般(ban)(ban)在(zai)540℃以上即可產生(sheng)效果，但殘余應力的(de)(de)完(wan)全消除需在(zai)高(gao)于870℃的(de)(de)溫(wen)度進行退火(huo)(huo)。

   4. 焊接

    Cr20Ni32Fe型合金焊(han)(han)(han)(han)接性(xing)能良(liang)(liang)好，可(ke)釆(bian)用(yong)通(tong)常的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接方(fang)法進(jin)行 焊(han)(han)(han)(han)接。試驗表明，釆(bian)用(yong)新2號焊(han)(han)(han)(han)絲對(dui)00Cr20Ni32AlTi合金管材與不銹(xiu)鋼管板進(jin)行 TIG焊(han)(han)(han)(han)接，取得了滿意的(de)(de)效(xiao)果。合金的(de)(de)抗裂性(xing)能良(liang)(liang)好，接頭的(de)(de)晶間腐(fu)蝕(shi)、應力(li)腐(fu) 蝕(shi)等(deng)亦近于母材。根(gen)據使用(yong)條件可(ke)選用(yong)表10-11所列的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接材料。

五(wu)、物理性能

    Cr20Ni32Fe合金(jin)(jin)的物(wu)理性能隨(sui)合金(jin)(jin)的成分和試驗(yan)條(tiao)件會有(you)微(wei)小變化，但不會有(you)大(da)的變動。1Cr20Ni32Fe合金(jin)(jin)(Incoloy 800)的物(wu)理性能見(jian)表10-12和圖 10-24。

六、應用

  產品(pin)類型(xing)和(he)應(ying)用舉例：此類合金(jin)(jin)的冶金(jin)(jin)生產工(gong)藝與通常的18-8型(xing)奧氏體不 銹鋼類似，可(ke)以提供板（中板、薄板）、管(guan)（熱擠壓(ya)和(he)冷(leng)加工(gong)管(guan)）、絲、帶、棒 和(he)鍛件等冶金(jin)(jin)產品(pin)，亦可(ke)以提供各(ge)種鑄件。

  Cr20Ni32Fe合金在含氯化物(wu)和(he)低(di)濃度(du)NaOH的(de)(de)苛性(xing)水(shui)介質中(zhong)具有優(you)良的(de)(de)耐應力 腐蝕性(xing)能，廣泛用于制造(zao)耐應力腐蝕破壞的(de)(de)設備(bei)，代(dai)替慣用的(de)(de)18-8奧氏體不銹鋼。

   在動(dong)力工業中，用以制造壓水堆蒸(zheng)(zheng)發器、高溫(wen)氣冷堆、鈉(na)冷快堆換熱器，以 及過熱蒸(zheng)(zheng)汽管。

   在化(hua)(hua)學(xue)加工業(ye)中，用以制(zhi)造硝(xiao)酸冷卻器(qi)、醋酐裂化(hua)(hua)管以及各(ge)種換(huan)熱設備。