耐(nai)(nai)蝕(shi)合(he)金主(zhu)要是(shi)指(zhi)鐵鎳(nie)(nie)基耐(nai)(nai)蝕(shi)合(he)金 Ni≥30% ,Ni+Fe≥60% ,和(he)鎳(nie)(nie)基耐(nai)(nai)蝕(shi)合(he)金 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(yi)、化(hua)學成分和組(zu)織特(te)點
0Cr35Ni65Al和0Cr50Ni50兩(liang)種合(he)金(jin)的(de)化學成(cheng)分已(yi)列(lie)人表3-3-1中。鉻含量(liang)≥35%是它們成(cheng)分上的(de)共同特點。從相(xiang)(xiang)圖可知,0Cr35Ni65Al合(he)金(jin)仍具有單相(xiang)(xiang)奧氏體組(zu)織(zhi),而(er)0Cr50Ni50合(he)金(jin)則具有γ+a的(de)雙相(xiang)(xiang)組(zu)織(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(he)0Cr50Ni50兩種合金(jin)的力學(xue)(xue)性(xing)能列(lie)人表(biao)3-3-42中。經700℃長期使用后,0Cr50Ni50合金(jin)其塑性(xing)變(bian)化情況見圖(tu)(tu)3-3-83。由圖(tu)(tu)可知,合金(jin)中含1.5%Nb是有利的。0Cr50Ni50合金(jin)的高溫(wen)瞬時力學(xue)(xue)性(xing)能、高溫(wen)的蠕變(bian)、持久性(xing)能見圖(tu)(tu) 3-3-84~圖(tu)(tu)3-3-88。
四(si)、物(wu)理(li)性(xing)能(neng)
(0Cr35Ni65AI )、Corronel 230、NS 314 和(Inconel 657、Inconel 671、Inconel 689)、0Cr50Ni50 兩種合(he)金的物理性能件表 3-3-43。
五、焊接性能
0Cr35Ni65Al和(he)0Cr50Ni50兩種高鉻合金(jin)都(dou)是可(ke)焊的。0Cr35Ni65Al的焊接基本與0Cr30Ni60Fe10相同,可(ke)采(cai)用MIG和(he)TIG焊。0Cr50Ni50合金(jin)的焊接相對較(jiao)困難(nan),可(ke)使(shi)用MIG和(he)TIG焊接,但(dan)采(cai)用TIG焊接時(shi),填絲(si)金(jin)屬中(zhong)的氮含(han)量要(yao)≤0.05%.對于鑄件(jian)等,焊前預熱(re)是必(bi)要(yao)的,焊后要(yao)慢冷,以防止(zhi)開裂。手工(gong)電弧焊也可(ke)采(cai)用含(han)鈮(ni)的0Cr50Ni50Nb焊條。
六、冷熱加工及成型(xing)性能
0Cr35Ni65Al合金(jin)(jin)冷、熱加(jia)工性(xing)能(neng)(neng)良好,可在1050~1200℃間進行加(jia)工。這種性(xing)能(neng)(neng)與0Cr30Ni60Fe沒(mei)有明顯差別(bie)。但(dan)是,0Cr50Ni50 合金(jin)(jin)一般用做鑄造(zao)材(cai)料,此時(shi)合金(jin)(jin)中(zhong)含微量(liang)鈮(ni)(約(yue)1.5%).當作為熱變形(xing)合金(jin)(jin)使用時(shi),一般以(yi)約(yue)1.5%鋯或約(yue)1.5%鈦代替鑄造(zao)合金(jin)(jin)中(zhong)的鈮(ni)。為了使0Cr35Ni65A1和0Cr50Ni50(含約(yue)1.5%鋯或約(yue)1.5%鈦)獲得良好的熱加(jia)工性(xing),合金(jin)(jin)冶煉時(shi)充(chong)分脫氧(yang)至關重(zhong)要。
七、熱處理工(gong)藝(yi)
0Cr35Ni65Al合金(jin)固溶(rong)處理溫度為(wei) 1050~1150℃。0Cr50Ni50 合金(jin)則在(zai)1050~1200℃進(jin)行固溶(rong)處理。對于一些鑄件,也可在(zai)鑄造(zao)狀態下直接使用(yong)。
八、應用(yong)
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。