无锡不锈钢市场 510bxg.com 2007-8-2 0:06:43

耐蚀镍合金—选择和应用指南

 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	1.0Mn
600	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	1.0Ti
G-3	N06985	44.0	22.0	7.0	19.5	1.5﹡	2.0﹡	2.1Nb
G-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	N10200	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Ⅷ部分。

表2 镍合金室温力学性能的最小值

合金	极限抗拉强度ksi	屈服强度 0.2% ksi	延伸率  %
200	55	15	40
400	70	28	35
600	80	35	30
625	110	55	30
690	85	35	30
825	85	35	30
G-3	90	35	45
G-30	85	35	30
C-276	100	41	40
C-22	100	45	45
C-2000	100	41	45
622	100	45	45
59	100	45	45
B-2	110	51	40
B-3	110	51	40
B-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。

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