inconel產品的(de)(de)(de)均(jun)勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)可(ke)以(yi)發生在酸(suan)性或熱(re)的(de)(de)(de)堿性溶(rong)液。通過這種機制可(ke)以(yi)預(yu)計(ji)的(de)(de)(de)虧(kui)損,并在設(she)計(ji)允許(xu)的(de)(de)(de)。inconel產品的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率非常慢(man)時,該金屬是在被動狀態(tai),一(yi)般的(de)(de)(de)是耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性更好(hao)地較(jiao)大的(de)(de)(de)鉻含量,但其(qi)他(ta)的(de)(de)(de)溶(rong)質可(ke)以(yi)是有害的(de)(de)(de)。
(0Cr23Ni60Fe14Al)、 NS 313、Inconel 601合(he)金系一種(zhong)既耐(nai)蝕,又抗高溫氧化,且具(ju)有較好熱強性的鎳基合金(jin)。
一、化學成分和(he)組(zu)織特點
0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)金的化(hua)學(xue)成分見(jian)表3-3-1。從表中可知,合(he)(he)金中鉻含量較(jiao)(jiao)高,因(yin)而在(zai)氧化(hua)性(xing)(xing)酸(suan)介質中耐蝕性(xing)(xing)較(jiao)(jiao)好;合(he)(he)金在(zai)含較(jiao)(jiao)高鉻量的同(tong)(tong)時(shi),還含有鋁,因(yin)而,此合(he)(he)金的抗氧化(hua)性(xing)(xing)、抗硫化(hua)性(xing)(xing)能也較(jiao)(jiao)佳。此合(he)(he)金固(gu)溶態(tai)具有穩定(ding)的奧氏(shi)體組織,同(tong)(tong)時(shi)在(zai)基體上還有彌(mi)散(san)的少(shao)量碳化(hua)物(wu)和氮化(hua)物(wu)。此合(he)(he)金中完全不存在(zai)脆性(xing)(xing)金屬間相,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(xing)能(neng)
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(hua)性
圖(tu)(tu) 3-3-30、圖(tu)(tu) 3-3-31 和 圖(tu)(tu) 3-3-33 系 0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)(jin)與 0Cr15Ni75Fe(Inconel 600)、0Cr20Ni32Fe (Inconel 800)兩(liang)種合(he)金(jin)(jin)高溫抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)(xing)能(neng)的比(bi)較結(jie)果,由圖(tu)(tu)可以看出,即使(shi)加熱到(dao)1260℃,0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)(jin)仍具有(you)良(liang)好的抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)(xing)。這(zhe)主要(yao)是(shi)此合(he)金(jin)(jin)表面在(zai)高溫下能(neng)夠形成非(fei)常(chang)致密且(qie)黏附性(xing)(xing)好的氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)。圖(tu)(tu)3-3-32系國內(nei)在(zai)1150℃對 0Cr23Ni60Fe14Al所進行的抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)(xing)試驗結(jie)果。顯(xian)然(ran)此合(he)金(jin)(jin)的抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)(xing)能(neng)與其他鎳基(ji)高鉻耐蝕合(he)金(jin)(jin)相比(bi)處于同一水平。
2. 抗硫化性能(neng)
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(nai)全面腐(fu)蝕性能(neng)
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(ying)力腐蝕性能
0Cr23Ni60Fe14Al合金中的高鎳含量,故其(qi)耐氯化物、氫氧化物的應力腐蝕性能也很好。表 3-3-15 是一些(xie)試驗結果(guo)。
三、力學性能(neng)
表3-3-16系0Cr23Ni60Fe14Al合金在(zai)熱(re)加工和固溶(rong)狀態下,一些冶(ye)金產品(板(ban)、棒、管、絲等)的室(shi)溫力學性能。
圖3-3-36和圖3-3-37經不同(tong)溫度固溶處理(li)的0Cr23Ni60Fe14Al合金棒材的高溫力學性能,試驗用棒材尺寸為Φ16mm。
表(biao)3-3-17和表(biao)3-3-18系0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金的沖(chong)擊韌性。由表(biao)可知,即使經過(guo)中溫(540~870℃)長期時效,此合(he)金仍無脆化傾向。
圖(tu)3-3-38和(he)圖(tu)3-3-39分(fen)別(bie)為此合金的(de)旋轉、懸臂(bei)梁疲(pi)勞(lao)試驗結果。圖(tu)3-3-40 和(he)圖(tu)3-3-41分(fen)別(bie)為0Cr23Ni60Fe14Al合金的(de)高(gao)溫蠕變和(he)高(gao)溫持(chi)久性能。從圖(tu)3-3-41可(ke)知,980℃固(gu)溶(rong)(rong)較1150℃固(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)具有更高(gao)的(de)持(chi)久強(qiang)度(du)。
四、物理性(xing)能
物理性(xing)能見表(biao) 3-3-19
五、焊(han)接性能
0Cr23Ni60Fe14A1合金具有(you)良(liang)好的(de)可焊性。表(biao)3-3-20系(xi)根據(ju)使用環(huan)境所(suo)推薦的(de)焊接條件(jian)、焊接方(fang)法和焊條、焊絲選(xuan)擇。
六(liu)、冷(leng)熱加(jia)工及成(cheng)型性能
0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)具有(you)(you)良好的(de)(de)冷、熱(re)(re)加(jia)工性能(neng)。適宜的(de)(de)熱(re)(re)加(jia)工變形溫度(du)為(wei)870~1230℃。當大變形量加(jia)工時(shi)(shi),要在1040~1230℃間進行。由于(yu)此(ci)(ci)合(he)金(jin)在650~871℃間有(you)(you)一低(di)塑性區,因此(ci)(ci),熱(re)(re)加(jia)工變形不能(neng)在此(ci)(ci)溫度(du)范圍內進行。熱(re)(re)加(jia)工后(hou)的(de)(de)冷卻速度(du)一般沒(mei)有(you)(you)限(xian)制,但(dan)為(wei)了防止敏化,冷卻過程中(zhong)通過540~760℃時(shi)(shi)要盡量快。圖3-3-42系(xi)0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)加(jia)工硬化性能(neng),顯然,0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)金(jin)的(de)(de)此(ci)(ci)種性能(neng)與前(qian)述0Cr15Ni75Fe極相(xiang)近。
七、熱處理
0Cr23Ni60Fe14Al合金的熱(re)處理工藝(yi)為1100~1150℃左(zuo)右加(jia)熱(re)后(hou)急冷。在某些條件下亦可在980℃左(zuo)右加(jia)熱(re)后(hou)空冷。
八(ba)、應用
由于 0Cr23Ni60Fe14Al 合金(jin)(jin)具(ju)有良好(hao)的(de)抗氧化性和(he)耐腐(fu)蝕(shi)性,因而主要用于加(jia)熱(re)(re)設備(bei)、化學工(gong)業(ye)(ye)、環境污染控制、蘭(lan)、航天以及(ji)動力(li)工(gong)業(ye)(ye)中。例(li)如,制造(zao)退火(huo)、滲碳、氮化等熱(re)(re)處(chu)理設備(bei)、部件;備(bei)種(zhong)工(gong)業(ye)(ye)爐(lu)用輻射管、套筒、火(huo)焰屏蔽、燃(ran)氣噴嘴、電阻加(jia)熱(re)(re)元件、電阻絲套管;工(gong)業(ye)(ye)用冷受器管、儲(chu)酸生產(chan)中的(de)一些設備(bei)部件等。0Cr23Ni60Fe14AI合金(jin)(jin)的(de)治金(jin)(jin)產(chan)品有板、管、絲、帶、棒(bang)、鍛(duan)件等各種(zhong)產(chan)品。