[發(fā)明專利]一種鎳基耐腐蝕合金及其制備方法

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• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110564990A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 儲長青;儲江浩
• 申請（專利權(quán)）人: 丹陽潤澤新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C1/02
• 代理公司: 32280 常州市權(quán)航專利代理有限公司
• 代理人: 劉洋

本發(fā)明涉及鎳基合金，尤其涉及一種鎳基耐腐蝕合金及其制備方法，針對現(xiàn)有技術(shù)中Ni?Cr?Mo合金在強還原性介質(zhì)和高氧化介質(zhì)環(huán)境下的耐腐蝕性差的缺點，本發(fā)明提供一種鎳基耐腐蝕合金，包括Cr、W、Mo、C、Mn、Si、V、Ti、Cu、Zr、Co、Fe、P、S、Ni，本法所制備的合金通過平衡Ni、Co、Mo三者的含量，添加適量的Cu、Zr、Mn、Si、V、Ti等其他合金元素，使得合金在酸性還原性介質(zhì)和氧化性介質(zhì)中具有較好的耐腐蝕性能和力學(xué)性能，其抗拉強度達到980N/mm²以上，屈服強度達到850 N/mm²以上，斷裂伸長率達到40%以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎳基合金，尤其涉及一種鎳基耐腐蝕合金及其制備方法。

背景技術(shù)

鎳基合金不僅作為高溫合金在諸多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，而且作為耐腐蝕合金在航空航天、核工程、能源動力、交通運輸、油氣開發(fā)、石油化工、海洋工程、冶金領(lǐng)域等也起到了至關(guān)重要的作用。隨著服役環(huán)境的日益復(fù)雜、苛刻，特別是工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，對材料腐蝕性能和力學(xué)性能的要求也越來越高。

Ni-Cr-Mo合金是典型的商業(yè)化的Hastelloy C系列合金，其鉻(Cr)含量為15％，但是其焊后易出現(xiàn)晶間腐蝕的問題，為了解決這一問題，在其合金成分的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)慕档虲、Si合成了Hastelloy C-276合金，但是其在650～1000℃長期時效后，會在晶界析出碳化物和產(chǎn)生的Co2Mo6型金屬間化合物(μ相)，使其抗晶間腐蝕性能下降，熱穩(wěn)定性較差，力學(xué)性能下降。后來人們對Hastelloy C-276合金又進行了改進，在其合金成分的基礎(chǔ)上，將W的含量降至零，C含量降至0.015％以下，同時減少Fe添加Ti，即成為Hastelloy C-4合金，改善了合金的抗晶間腐蝕性能和熱穩(wěn)定性，但是，Hastelloy C-4合金在強還原性介質(zhì)和高氧化介質(zhì)環(huán)境下的耐腐蝕性表現(xiàn)不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)中Ni-Cr-Mo合金在強還原性介質(zhì)和高氧化介質(zhì)環(huán)境下的耐腐蝕性差的缺點，提供一種耐腐蝕性能和力學(xué)性能優(yōu)異的鎳基耐腐蝕合金。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種鎳基耐腐蝕合金，包括Cr、W、Mo、C、Mn、Si、V、Ti、Cu、Zr、Co、Fe、P、S、Ni，其特征在于：其重量百分比分別為：Cr(18-20％)、W(3-5％)、Mo(10-12％)、C(0.01％)、Mn(0.3％)、Si(0.3-0.5％)、V(0.5-1％)、Ti(0.05-0.35％)、Cu(0.8-3.2％)、Zr(0.02-0.05％)、Co(0.5-1％)、Fe(1.5％)，P≤0.02％、S≤0.03％，余量為Ni；

優(yōu)選地，所述Cr、Mo、W三者的重量關(guān)系符合公式：APF＝[4Cr/(2Mo+W)]＝2.8～3.2；

優(yōu)選地，所述APF＝[4Cr/(2Mo+W)]＝3.0；

優(yōu)選地，所述Cu的重量百分比為3.0％；

優(yōu)選地，所述Zr的質(zhì)量百分比為0.03％；

優(yōu)選地，所述Co的質(zhì)量百分比為0.5％；

所述的鎳基耐腐蝕合金的制備方法為：

(1)按合金化學(xué)成分稱取各合金元素的原料；

(2)將合金元素原料放入真空感應(yīng)爐坩堝中，合上爐蓋開始抽真空，待爐內(nèi)真空度小于10Pa后開始送電化料；

(3)合金原料全部融化后提溫精煉；

(4)停電降溫至合金液表面結(jié)膜后，停止抽真空并充入高純氬氣；

(5)送電沖膜；