耐蝕(shi)合金(jin)主要(yao)是指鐵(tie)鎳基耐蝕(shi)合金(jin) Ni≥30% ,Ni+Fe≥60% ,和鎳基耐蝕(shi)合金(jin) Ni≥50% 。
(0Cr35Ni65AI )、Corronel 230、NS 314 合金 和 (Inconel 657、Inconel 671、Inconel 689)、0Cr50Ni50 合(he)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)織特點
0Cr35Ni65Al和0Cr50Ni50兩種合(he)金(jin)的化(hua)學成(cheng)分(fen)已列人表(biao)3-3-1中。鉻(ge)含量≥35%是它(ta)們(men)成(cheng)分(fen)上(shang)的共同特點。從相(xiang)(xiang)圖可知,0Cr35Ni65Al合(he)金(jin)仍具有單相(xiang)(xiang)奧氏體(ti)組織(zhi)(zhi),而0Cr50Ni50合(he)金(jin)則具有γ+a的雙(shuang)相(xiang)(xiang)組織(zhi)(zhi)結構。
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
0Cr35Ni65Al和0Cr50Ni50兩(liang)種合金(jin)(jin)的力學性(xing)能列人表(biao)3-3-42中。經700℃長期使(shi)用(yong)后,0Cr50Ni50合金(jin)(jin)其(qi)塑性(xing)變化情況見圖3-3-83。由(you)圖可知,合金(jin)(jin)中含(han)1.5%Nb是有利的。0Cr50Ni50合金(jin)(jin)的高溫瞬時(shi)力學性(xing)能、高溫的蠕變、持久(jiu)性(xing)能見圖 3-3-84~圖3-3-88。
四(si)、物理性(xing)能
(0Cr35Ni65AI )、Corronel 230、NS 314 和(Inconel 657、Inconel 671、Inconel 689)、0Cr50Ni50 兩(liang)種合金的物理性能件表 3-3-43。
五、焊(han)接性能
0Cr35Ni65Al和(he)0Cr50Ni50兩種高鉻(ge)合金都是可焊(han)(han)(han)的。0Cr35Ni65Al的焊(han)(han)(han)接(jie)基(ji)本與0Cr30Ni60Fe10相同,可采用MIG和(he)TIG焊(han)(han)(han)。0Cr50Ni50合金的焊(han)(han)(han)接(jie)相對較(jiao)困難,可使用MIG和(he)TIG焊(han)(han)(han)接(jie),但采用TIG焊(han)(han)(han)接(jie)時,填絲金屬中的氮(dan)含量要≤0.05%.對于鑄件等(deng),焊(han)(han)(han)前預(yu)熱是必要的,焊(han)(han)(han)后要慢冷(leng),以防止開(kai)裂。手工電弧焊(han)(han)(han)也可采用含鈮(ni)的0Cr50Ni50Nb焊(han)(han)(han)條。
六、冷熱加工及(ji)成型性能
0Cr35Ni65Al合(he)金(jin)(jin)冷(leng)、熱加(jia)工(gong)(gong)性(xing)能良(liang)(liang)好,可在1050~1200℃間進行加(jia)工(gong)(gong)。這種(zhong)性(xing)能與(yu)0Cr30Ni60Fe沒有明顯差別。但(dan)是,0Cr50Ni50 合(he)金(jin)(jin)一般用做鑄(zhu)造材料,此時合(he)金(jin)(jin)中含微量鈮(ni)(約1.5%).當(dang)作為熱變形合(he)金(jin)(jin)使用時,一般以約1.5%鋯或約1.5%鈦代替鑄(zhu)造合(he)金(jin)(jin)中的鈮(ni)。為了使0Cr35Ni65A1和0Cr50Ni50(含約1.5%鋯或約1.5%鈦)獲(huo)得良(liang)(liang)好的熱加(jia)工(gong)(gong)性(xing),合(he)金(jin)(jin)冶(ye)煉時充分脫氧至關重要。
七(qi)、熱處(chu)理工藝
0Cr35Ni65Al合金固溶(rong)(rong)處(chu)理溫(wen)度為 1050~1150℃。0Cr50Ni50 合金則在(zai)1050~1200℃進行固溶(rong)(rong)處(chu)理。對(dui)于一些鑄(zhu)件(jian),也可在(zai)鑄(zhu)造狀態下直(zhi)接使用。
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。