耐蝕合金(jin)主要是指鐵(tie)鎳(nie)基(ji)耐蝕合金(jin) Ni≥30% ,Ni+Fe≥60% ,和鎳(nie)基(ji)耐蝕合金(jin) Ni≥50% 。
(0Cr35Ni65AI )、Corronel 230、NS 314 合(he)金 和 (Inconel 657、Inconel 671、Inconel 689)、0Cr50Ni50 合金(jin)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、化學成分和組(zu)織(zhi)特點
0Cr35Ni65Al和0Cr50Ni50兩(liang)種合(he)(he)金的(de)化學成(cheng)分(fen)已列人表3-3-1中(zhong)。鉻含量≥35%是它們成(cheng)分(fen)上(shang)的(de)共同特點。從相圖(tu)可(ke)知,0Cr35Ni65Al合(he)(he)金仍具有單相奧氏體組織(zhi),而0Cr50Ni50合(he)(he)金則具有γ+a的(de)雙相組織(zhi)結(jie)構。
二、 耐腐蝕性能
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(neng)
0Cr35Ni65Al和(he)0Cr50Ni50兩種(zhong)合(he)(he)金(jin)的力學(xue)性能(neng)列(lie)人表3-3-42中(zhong)。經700℃長期使用(yong)后,0Cr50Ni50合(he)(he)金(jin)其塑性變化情況見圖(tu)3-3-83。由圖(tu)可知,合(he)(he)金(jin)中(zhong)含1.5%Nb是(shi)有利的。0Cr50Ni50合(he)(he)金(jin)的高(gao)溫瞬時力學(xue)性能(neng)、高(gao)溫的蠕變、持久(jiu)性能(neng)見圖(tu) 3-3-84~圖(tu)3-3-88。
四(si)、物理性能
(0Cr35Ni65AI )、Corronel 230、NS 314 和(Inconel 657、Inconel 671、Inconel 689)、0Cr50Ni50 兩種(zhong)合金的物理性能件表 3-3-43。
五、焊接性能
0Cr35Ni65Al和0Cr50Ni50兩種高(gao)鉻合(he)金(jin)都是可(ke)(ke)焊(han)(han)的(de)。0Cr35Ni65Al的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)基本與(yu)0Cr30Ni60Fe10相同,可(ke)(ke)采(cai)用(yong)MIG和TIG焊(han)(han)。0Cr50Ni50合(he)金(jin)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)相對較困難,可(ke)(ke)使用(yong)MIG和TIG焊(han)(han)接(jie)(jie),但采(cai)用(yong)TIG焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi),填絲金(jin)屬中的(de)氮含量要≤0.05%.對于(yu)鑄(zhu)件等(deng),焊(han)(han)前預熱是必(bi)要的(de),焊(han)(han)后要慢冷,以防止開裂。手工電(dian)弧焊(han)(han)也可(ke)(ke)采(cai)用(yong)含鈮的(de)0Cr50Ni50Nb焊(han)(han)條。
六、冷熱加工及成型性能
0Cr35Ni65Al合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)冷(leng)、熱加工性(xing)能(neng)良好(hao),可在1050~1200℃間(jian)進行(xing)加工。這(zhe)種性(xing)能(neng)與0Cr30Ni60Fe沒有明顯差別(bie)。但(dan)是,0Cr50Ni50 合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)一般(ban)用做鑄造(zao)材料(liao),此(ci)時(shi)(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)含微量鈮(約(yue)1.5%).當作為熱變形(xing)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)使用時(shi)(shi),一般(ban)以(yi)約(yue)1.5%鋯或約(yue)1.5%鈦(tai)代替鑄造(zao)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)的鈮。為了使0Cr35Ni65A1和0Cr50Ni50(含約(yue)1.5%鋯或約(yue)1.5%鈦(tai))獲得良好(hao)的熱加工性(xing),合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)冶煉時(shi)(shi)充分脫(tuo)氧至(zhi)關重要(yao)。
七、熱處理工藝
0Cr35Ni65Al合(he)金固溶處理溫度為 1050~1150℃。0Cr50Ni50 合(he)金則在1050~1200℃進行(xing)固溶處理。對于一些鑄件,也可在鑄造(zao)狀態下直接使用。
八、應(ying)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。