耐蚀镍合金—选择和应用指南(一).doc

1、耐蚀镍合金选择和应用指南(一)冶金和制造技术的不断进步推动了镍合金的发展，使得它们在化学工业中的应用范围日渐扩大。镍合金具有优良的耐蚀性、强度、韧性、冶金稳定性、可加工性及可焊接性的总合性能。许多镍合金又具有卓越的耐热性能，而成为要求耐化学腐蚀和高温强度用途的理想选择。这里介绍的可锻轧镍基合金（定义为含镍 45%以上的合金）包括了在化学工厂常用的可锻轧耐蚀合金。这些合金的化学成分和 UNS 牌号见表 1。表 1 耐蚀镍合金的名义化学成分，%合金 UNS 牌号 Ni Cr Mo Fe W Cu 其它200 N02200 99.6 400 N04400 66.5 1.0 31.5 1.0Mn600

2、 N06600 75.0 15.5 8.0 625 N06625 62.0 21.5 9.0 2.5 3.8（Nb+Ta ）690 N06690 61.0 29.0 9.0 825 N08825 42.0 21.5 3.0 29.5 2.3 1.0TiG-3 N06985 44.0 22.0 7.0 19.5 1.5 2.0 2.1NbG-30 N06030 43.0 29.8 5.0 15.0 2.8 1.7 1.0（Nb+Ta ）C-276 N10276 57.0 15.5 16.0 5.5 3.8 C22 N06022 56.0 22.0 13.0 3.0 3.0 C-2000 N102

3、00 59.0 23.0 16.0 1.5 1.6 686 N06686 60.0 21.0 16.0 5.0 3.7 59 N06059 60.0 23.0 15.8 1.5 B-2 N10665 69.0 1.0 28.0 2.0 B-3 N10675 68.5 1.5 28.5 1.5 3.0 B-4 N10629 66.0 1.0 28.0 3.5 为最大值1.合金的性能镍合金比不锈钢更贵。但是，使用初始成本而不是根据使用寿命周期进行比较的话，会出现错误的想法。例如，Ni-Cr-Mo 合金成本大致是 18Cr-8Ni 不锈钢的 5 倍，是超级奥氏体不锈钢成本的大约 2 倍。由于镍合金优

4、越的耐蚀性能，初始成本的增加常常能够通过延长设备寿命，减少维修费用和极少的停机带来的长期费用的节省而获得补偿。镍合金的物理性能与 300 系列奥氏体不锈钢的物理性能十分相似。作为一类，镍基合金的热膨胀系数与碳钢的热膨胀系数大致相等，但是，显著低于 300 系列不锈钢的热膨胀系数。虽然纯镍的导热性能超过了碳素钢，但是，大多数的导热性相当低，在某些情况下，甚至低于奥氏体不锈钢。除纯镍以外，用于化学加工过程的镍合金大大优于 300 系列不锈钢。镍合金还有非常好的塑性和韧性（室温力学性能列于表 2）。用于化学工厂设备的大多数合金的最大许用应力见 ASME锅炉和压力容器标准的第部分。表 2 镍合金室温力

5、学性能的最小值合金 极限抗拉强度,ksi 屈服强度,0.2% ksi 延伸率,%200 55 15 40400 70 28 35600 80 35 30625 110 55 30690 85 35 30825 85 35 30G-3 90 35 45G-30 85 35 30C-276 100 41 40C-22 100 45 45C-2000 100 41 45622 100 45 4559 100 45 45B-2 110 51 40B-3 110 51 40B-4 110 51 40镍合金具有全奥氏体显微组织。化学工业使用的几乎所有的镍合金都是固溶强化状态。添加有效硬化元素，如 Mo 和 W，而不是碳化物形成元素，可以提高它们的强度。与奥氏体不锈钢一样，固溶的镍合金不能通过热处理强化，而只能通过冷加工使其强化。另外一大类镍基合金通过沉淀硬化热处理可以使其强化。这类合金大多数是专供超高强度用途的合金，如在深层油气生产中和超高压工艺过程使用的合金。除了阀门和旋转机械设备中部分零件外，沉淀硬化镍合金在化学工厂中的使用有限。这类合金中还包含有在燃气涡轮、燃烧室以及宇航应用中使用的耐热超级合金。