inconel產(chan)品的(de)(de)(de)均(jun)勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)可以(yi)發生(sheng)在酸性或熱(re)的(de)(de)(de)堿性溶液(ye)。通過這種機制(zhi)可以(yi)預(yu)計(ji)的(de)(de)(de)虧(kui)損,并(bing)在設(she)計(ji)允許的(de)(de)(de)。inconel產(chan)品的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速率非常慢時(shi),該(gai)金屬是在被動狀態(tai),一般的(de)(de)(de)是耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性更(geng)好地較大的(de)(de)(de)鉻含量(liang),但其他的(de)(de)(de)溶質可以(yi)是有害(hai)的(de)(de)(de)。
(0Cr23Ni60Fe14Al)、 NS 313、Inconel 601合金系一種(zhong)既耐蝕,又抗高溫氧(yang)化(hua),且具有較好(hao)熱強(qiang)性的鎳基合金。
一、化(hua)學成分和組織特點
0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)化(hua)(hua)(hua)學成(cheng)分見表3-3-1。從(cong)表中可知,合(he)(he)金(jin)(jin)中鉻含(han)量(liang)較(jiao)高,因(yin)而在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性酸介(jie)質中耐蝕性較(jiao)好;合(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)含(han)較(jiao)高鉻量(liang)的(de)同(tong)時(shi),還含(han)有鋁,因(yin)而,此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性、抗硫化(hua)(hua)(hua)性能也(ye)較(jiao)佳。此合(he)(he)金(jin)(jin)固溶(rong)態具有穩定的(de)奧氏體(ti)組(zu)織(zhi),同(tong)時(shi)在(zai)基體(ti)上還有彌(mi)散的(de)少量(liang)碳化(hua)(hua)(hua)物和氮化(hua)(hua)(hua)物。此合(he)(he)金(jin)(jin)中完(wan)全不存(cun)在(zai)脆(cui)性金(jin)(jin)屬間(jian)相,例如σ相。
Inconel 601 ( NS 313) 合金的化學成分 % | |||||||||
牌號 | C | Mn | Si | Cr | Ni | S | P | Al | Fe |
0Cr23Ni60Fe14Al Inconel 601 | ≤0.10 | ≤1.0 | ≤0.5 | 21~25 | 58~63 | ≤0.015 | ≤0.003 | 1.0~1.7 | 余量 |
二、耐腐蝕性能
0Cr23Ni60Fe14Al合金耐高溫腐蝕,特別是抗高溫氧化的性能優異,最高使用溫度可達1260℃,在一些酸、堿等介質中,例如硝酸、NaOH、稀H3PO4中也具有良好的耐蝕性。
1. 抗氧化性(xing)
圖(tu)(tu) 3-3-30、圖(tu)(tu) 3-3-31 和 圖(tu)(tu) 3-3-33 系(xi) 0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)金(jin)(jin)與(yu) 0Cr15Ni75Fe(Inconel 600)、0Cr20Ni32Fe (Inconel 800)兩種合(he)(he)金(jin)(jin)高溫抗氧(yang)(yang)化(hua)性能的比較結果,由圖(tu)(tu)可(ke)以看出,即使加(jia)熱到1260℃,0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)金(jin)(jin)仍具有(you)良好(hao)的抗氧(yang)(yang)化(hua)性。這主要是此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)表面在(zai)高溫下能夠形成非常(chang)致密且黏附性好(hao)的氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)。圖(tu)(tu)3-3-32系(xi)國內在(zai)1150℃對 0Cr23Ni60Fe14Al所進行的抗氧(yang)(yang)化(hua)性試驗結果。顯然(ran)此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)的抗氧(yang)(yang)化(hua)性能與(yu)其他鎳基高鉻耐蝕(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)相比處(chu)于同(tong)一水平。
2. 抗硫化(hua)性(xing)能
在1.5%H2S+98.5%H2氣中,于650~750℃中進行的試驗結果見圖3-3-34。由圖可知,0Cr23Ni60Fe14Al合金具有較好的抗硫化性能。
3. 耐全面腐蝕性能
在一些酸、堿、鹽介質中,0Cr23Ni60Fe14Al合金的耐蝕性與0Cr15Ni75Fe合金相近。因此,0Cr15Ni75Fe合金的耐蝕性數據也可供參考。0Cr23Ni60Fe14Al合金在一些介質中耐蝕性數據見表3-3-12~表3-3-14。圖3-3-35系國產合金在沸騰65%HNO3中和1150℃高溫玻璃中進行的腐蝕試驗結果。
4. 耐應力腐(fu)蝕性(xing)能
0Cr23Ni60Fe14Al合金中的高鎳含量(liang),故其耐(nai)氯化(hua)物、氫(qing)氧化(hua)物的應力(li)腐蝕性能也很好。表 3-3-15 是(shi)一(yi)些試(shi)驗結果。
三、力(li)學性能
表3-3-16系(xi)0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)在熱加(jia)工和固(gu)溶狀態下,一(yi)些(xie)冶金(jin)產品(pin)(板、棒、管、絲等)的室(shi)溫力學性(xing)能(neng)。
圖3-3-36和圖3-3-37經不同溫度固溶(rong)處理的0Cr23Ni60Fe14Al合金棒(bang)(bang)材的高(gao)溫力學性能(neng),試驗(yan)用棒(bang)(bang)材尺寸(cun)為Φ16mm。
表(biao)3-3-17和表(biao)3-3-18系(xi)0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)的沖擊(ji)韌(ren)性。由表(biao)可知,即使(shi)經(jing)過(guo)中溫(540~870℃)長期時(shi)效,此合金(jin)仍無脆化(hua)傾向。
圖(tu)3-3-38和(he)圖(tu)3-3-39分(fen)別(bie)為此合(he)金的旋轉、懸(xuan)臂梁疲(pi)勞試驗結果。圖(tu)3-3-40 和(he)圖(tu)3-3-41分(fen)別(bie)為0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金的高溫蠕變和(he)高溫持久性能(neng)。從圖(tu)3-3-41可知,980℃固溶(rong)(rong)較(jiao)1150℃固溶(rong)(rong)處理具有更高的持久強度(du)。
四(si)、物理性能
物理性能見表(biao) 3-3-19
五、焊接性能(neng)
0Cr23Ni60Fe14A1合金(jin)具有良好(hao)的可焊(han)性。表3-3-20系(xi)根(gen)據使用(yong)環境所(suo)推(tui)薦的焊(han)接條件、焊(han)接方法和焊(han)條、焊(han)絲選擇。
六、冷熱(re)加(jia)工及(ji)成型性能
0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金具有(you)良好的(de)冷、熱(re)(re)加(jia)工(gong)(gong)性能(neng)。適宜的(de)熱(re)(re)加(jia)工(gong)(gong)變形(xing)(xing)溫度(du)(du)為870~1230℃。當大變形(xing)(xing)量加(jia)工(gong)(gong)時,要在1040~1230℃間(jian)進行。由于此(ci)合(he)金在650~871℃間(jian)有(you)一(yi)低塑性區(qu),因此(ci),熱(re)(re)加(jia)工(gong)(gong)變形(xing)(xing)不能(neng)在此(ci)溫度(du)(du)范(fan)圍內進行。熱(re)(re)加(jia)工(gong)(gong)后的(de)冷卻速(su)度(du)(du)一(yi)般沒(mei)有(you)限制(zhi),但(dan)為了防止敏化(hua),冷卻過(guo)(guo)程中通過(guo)(guo)540~760℃時要盡(jin)量快。圖3-3-42系0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金加(jia)工(gong)(gong)硬化(hua)性能(neng),顯然,0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)金的(de)此(ci)種性能(neng)與(yu)前述0Cr15Ni75Fe極相近。
七(qi)、熱(re)處(chu)理
0Cr23Ni60Fe14Al合金的熱處(chu)理(li)工藝為1100~1150℃左右加(jia)(jia)熱后急冷。在某些條件(jian)下(xia)亦可在980℃左右加(jia)(jia)熱后空冷。
八、應用
由于 0Cr23Ni60Fe14Al 合金(jin)具有(you)良好(hao)的抗氧(yang)化(hua)性和耐腐(fu)蝕性,因而主要用于加熱(re)(re)設備(bei)、化(hua)學工(gong)業(ye)(ye)、環(huan)境污(wu)染控制、蘭、航天以及動力工(gong)業(ye)(ye)中(zhong)。例如,制造退(tui)火、滲(shen)碳(tan)、氮化(hua)等(deng)熱(re)(re)處理(li)設備(bei)、部件;備(bei)種工(gong)業(ye)(ye)爐(lu)用輻射管、套筒、火焰(yan)屏蔽、燃氣噴嘴、電(dian)阻加熱(re)(re)元(yuan)件、電(dian)阻絲套管;工(gong)業(ye)(ye)用冷受器管、儲(chu)酸(suan)生產中(zhong)的一些設備(bei)部件等(deng)。0Cr23Ni60Fe14AI合金(jin)的治金(jin)產品(pin)有(you)板、管、絲、帶(dai)、棒(bang)、鍛件等(deng)各種產品(pin)。