[其他]鎳基耐蝕合金

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000007230
• 申請日: 1986-10-22
• 公開（公告）號: CN86107230B
• 公開（公告）日: 1987-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康喜范;張廷凱;郁龍壽;楊長強(qiáng);陸世英;胡明鎖;吳有彩;王業(yè)春
• 申請（專利權(quán)）人: 冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院;重慶特殊鋼廠
• 代理公司: 冶金專利事務(wù)所
• 代理人: 成光祜;徐永謙

本發(fā)明鎳基耐蝕合金屬于鎳基合金領(lǐng)域。主要適用于沸騰氫氟酸液、氣相和濕氯、濕氟以及鹽酸和硫酸等苛刻的腐蝕環(huán)境。本發(fā)明是在Ｎｉ－Ｃｒ－Ｍｏ系合金的基礎(chǔ)上加入了適量的銅，改變了合金的電化學(xué)特性，并在合金表面形成富銅層，從而大大提高了抗氫氟酸的性能。特別是在沸騰氫氟酸中，本發(fā)明的耐蝕性比Ｎｉ－Ｃｒ－Ｍｏ系的ＨａｓｔｅｌｌｏｙＣ－４和Ｈａｓｔｅ－ｌｌｏｙＣ－２７６提高了１００倍左右。

本發(fā)明屬于鎳基合金。主要適用于沸騰氫氟酸液、氣相和濕氯、濕氟以及鹽酸和硫酸等苛刻的腐蝕環(huán)境。

氟化氫是一種腐蝕性極強(qiáng)的化學(xué)介質(zhì)，它對材料的腐蝕取決于其存在的狀態(tài)。在氣體氟化氫、無水氟化氫和氫氟酸三種狀態(tài)中，氫氟酸腐蝕最嚴(yán)重。由于氫氟酸的化學(xué)特性，使它在核燃料生產(chǎn)和有機(jī)氟及氟塑料生產(chǎn)中是一種必不可少的工藝介質(zhì)。氫氟酸極強(qiáng)的腐蝕性，使之與其相接觸的工藝裝備或零部件遭到嚴(yán)重的腐蝕，往往迫使某些與氫氟酸腐蝕相關(guān)的新工藝中斷或無法實施。

當(dāng)前，適用于氫氟酸中的金屬材料有Monel合金和HastelloyC合金、HastelloyC-276和HastelloyC-4合金，它們均為典型的Ni-Cr-Mo合金。該系列合金從第一代開始至今雖有40多年的歷史，但在氫氟酸中仍必須限制在50℃以下使用，在沸騰溫度下，幾乎完全溶解（《AEC，ICP-1053》1975，《Process Industrier Corrosion》1975，《Corrosion/77》1977，No80）。這些合金的化學(xué)成分如表1。

表1 現(xiàn)有技術(shù)中相近合金的化學(xué)成分（重量%）

Monel合金是一種在氫氟酸中廣泛使用的金屬材料。長期使用結(jié)果表明，此合金的耐蝕性隨介質(zhì)中含氧量或氧化介質(zhì)的增加而惡化，尤其在含空氣的汽相中耐蝕性急劇下降。因此，也不是一種理想的抗氫氟酸材料（AEC BMI-268，BMI-1237）。

本發(fā)明的目的是提供一種在沸騰氫氟酸液和汽相中均具有優(yōu)異耐蝕性的新合金。

本發(fā)明是在Ni-Cr-Mo系合金的基礎(chǔ)上，加入適量的銅。銅的作用在于改變合金的電化學(xué)特性，并在合金表面形成富銅層，從而大大地提高了抗氫氟酸腐蝕的性能。

本發(fā)明鎳基耐蝕合金的具體化學(xué)成分（重量%）如下：C≤0.02%，Si≤0.1%，Mn≤0.5%，S≤0.015%，P≤0.02%，14.0～16.5%Cr，15.0～18.0%Mo，0～4.0%W，0.2～0.6%Cu，F(xiàn)e≤2.0%，余為Ni。

本發(fā)明可采用非真空或真空感應(yīng)爐進(jìn)行冶煉，冶煉過程要加強(qiáng)脫氧。鍛造開坯溫度為1150～1200℃，熱軋溫度可稍許提高。成品熱處理制度的加熱溫度大于1080℃，水冷。合金的生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，加工性能良好。

本發(fā)明與Monel合金、HastelloyC-4合金的性能對比如表2、表3。

表2 室溫力學(xué)性能

表3 均勻腐蝕性能

氫氟酸濃度對合金耐蝕性的影響如附圖。

附圖表示了在沸騰溫度下氫氟酸濃度對本發(fā)明和Monel合金耐蝕性的影響。橫軸為氫氟酸濃度（%），縱軸為腐蝕率（g/m²·h），圖中1為本發(fā)明，2為Monel合金。

由均勻腐蝕性能看出，無論在任何介質(zhì)條件下，本發(fā)明的均勻腐蝕率均比HastelloyC-4和Monel合金低得多，即遠(yuǎn)優(yōu)于后兩者的耐氫氟酸腐蝕性能，特別是在沸騰氫氟酸中，本發(fā)明的耐蝕性與HastelloyC-4和HastelloyC-276相比提高了100倍，且在液相和汽相中具有一致的耐蝕性;在沸騰的30%氫氟酸和汽相中，本發(fā)明的耐蝕性較Monel合金分別提高了10倍和20倍。

由附圖看出，在沸騰的氫氟酸介質(zhì)中，本發(fā)明的耐蝕性基本上不隨該酸濃度的變化而改變，而Monel合金卻在30%氫氟酸中出現(xiàn)了腐蝕率的高峰值。