[發明專利]鎳基合金

有效

• 申請號: 201811073890.3
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109504878B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 菊竹孝文;韋富高
• 申請（專利權）人: 日本冶金工業株式會社
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22F1/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張桂霞;羅文鋒

本發明提供可以得到優異的耐晶界腐蝕性的Ni基合金。Ni基合金，其特征在于，按照以下質量%計，包含C：0.005～0.03%、Si：0.02～1%、Mn：0.02～1%、P≤0.03%、S：0.005%以下、Cr：18～24%、Mo：8～10%、Nb：2.5～5.0%、Al：0.05～0.4%、Ti：1%以下、Fe：5%以下、N：0.02%以下、余量為Ni和不可避免的雜質，在上述C濃度范圍內，相對于所有的碳化物，(Nb、Ti)C碳化物的比例為90%以上，按照2000×%C+890≤T(溫度℃)≤1150，以?30×T+37220≤(Nb、Ti)C碳化物的個數(個/mm²)≤?7.7×T²+15700×T?7866000的比例包含(Nb、Ti)C碳化物。

技術領域

本發明涉及用于化學設備(化學プラント)、天然氣管道和容器所代表的各種用途中的Ni基合金。

背景技術

Ni基合金、特別是Ni-Cr-Mo-Nb合金由于具有優異的耐蝕性，因此在腐蝕性強的惡劣環境下使用。如上所述，Ni基合金是在存在腐蝕危險的惡劣環境下使用的合金。因此，尤其重視表面的耐蝕性。

為了充分利用Ni-Cr-Mo-Nb合金的耐蝕性，有人顯示了與形成鈍化膜(鈍態皮膜，不動態皮膜)相關的技術(例如，參照日本特開2015-183290號公報)。由于發揮耐蝕性威力的是表面，所以表面狀態尤其重要。從微觀上觀察表面時，其由晶粒構成。通過致密的鈍化膜充分確保晶粒的表面。然而，晶體晶界存在著耐蝕性差的問題。其理由如下：當熱處理條件不恰當時，Ni-Cr-Mo-Nb合金有時會在晶界形成含有Cr或Mo的析出物。在析出物上難以致密地形成以Ni、Cr、Mo、O作為主要成分的對耐蝕性有效的鈍化膜，因此導致耐蝕性的劣化。而且還會變得敏感，使耐蝕性下降。即，在含有Cr或Mo的析出物附近，母材(基材)的Cr或Mo會擴散至析出物中，形成這些元素的耗盡層。由于Cr或Mo是對耐蝕性有效的元素，因此當鈍化膜在腐蝕環境下溶解時，從該Cr和Mo的耗盡層發生腐蝕，耐蝕性顯著惡化。

針對上述課題，有人公開了如下技術：通過施行固溶化熱處理，提供不存在碳化物的Ni基合金(例如，參照日本特開昭57-9861號公報)。實際上，根據該技術，在從工廠發貨的階段具有優異的耐蝕性。然而，由于Ni基合金是加工成管道、化學設備、反應容器等而使用，因此有時也會經過這些加工或焊接的工序進行熱處理。此時，若實施不恰當的熱處理，則有時會在晶界形成含有Cr或Mo的析出物。如此一來，根據上述的機理，會損及耐晶界腐蝕性，晶界腐蝕進展，最差的情況是發生貫穿原材料的程度的重大問題。如此，在晶體晶界處不形成含有Cr或Mo的碳化物可謂是非常重要的技術，所述Cr或Mo是對耐蝕性有效的元素。

有人顯示了如下技術：在含有11～20%的Mo的Ni-Cr-Mo-Nb合金中，防止形成含有Cr或Mo的碳化物(例如，參照日本特開平7-11404號公報)。即，該技術如下：通過在600～800℃下施行1～200小時的時效熱處理，使NbC在晶界析出，從而防止形成含有Cr或Mo的碳化物。然而，這需要在600～800℃下進行1～200小時的長時間的時效熱處理，存在著以下問題：在組裝管道、化學設備、反應容器等之后進行實施是不現實的。即，該方法無法在工業上應用。而且，關于NbC的尺寸和密度沒有任何記載，該技術還存在著是否穩定的疑問。

有人提出了：在不使NbC析出的條件、即進行固溶化熱處理，制作試驗片之后，邊施加應變邊通過耐晶界腐蝕試驗進行評價而開發的耐晶界破壞性優異的Ni基合金(例如，參照日本特開平5-255787號公報)。如上所述，當碳化物為固溶化的狀態時，在組裝成管道、化學設備、反應容器等之后，若實施了不恰當的熱處理，則有時會在晶界形成含有Cr或Mo的析出物，存在著缺乏實用性的問題。

另外，有人公開了以下技術：在1000～1100℃下進行固溶化熱處理，通過200℃/秒以上的驟冷使碳化物固溶(例如，參照日本特開平5-140707號公報)。的確，如果能夠實現該狀態，則可以說能夠確保耐蝕性。然而，實際上在組裝管道、化學設備、反應容器等之后進行該熱處理和驟冷是不現實的，存在著缺乏實用性的問題。