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在含钼量大致相等的所有合金中,含铬量都大大高于合金C-276。部分还含有W和Cu,这些次要的合金元素对冶金性能和耐腐蚀性能的影响是复杂的,这里不做讨论。
- 镍-钼“B”合金 合金B-2 在还原条件下具有突出的耐硫酸、磷酸和盐酸能力。它特别适用于加工任何浓度和一直到沸点温度的盐酸的设备。
氧化性化合物对这种这种合金的耐腐蚀性有不利的影响,特别值得注意的是象铁和铜盐类强氧化剂可能会造成夹杂
最近推荐的合金B-3和B-4的性能比B-2的性能更好,主要是那些不希望有的显微组织将减至最少。
5.镍合金的发展
进入文明社会以来,象铁和铜一样,已经使用了镍合金。但是与钢、黄铜、青铜比,镍合金是化学工业的新入伍者。
第一个最具商业重要性的合金是合金400,它是由国际镍公司(Inco合金国际公司)与1905年开发的,下一个重要的里程碑是大约在1930年开始问世的镍-钼合金B和镍-铬-钼合金C,它们的发明者是Haynes国际公司。镍合金发展阶段的下一个重要阶段来自于Inco公司,1931年开发出了镍-铬-铁合金600,1949年开发出了镍-铁-铬合金。分别命名为INCONEL和INCOLOY。
所有早期的专利合金早已失效,现在世界上许多厂商度都可以生产这些合金。
1 |
耐蚀镍合金—选择和应用指南(一) |
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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牌号见表
表1 耐蚀镍合金的名义化学成分,%
合金UNS牌号NiCrMoFeWCu其它
200N0220099.6
400N0440066.5 1.0 31.51.0Mn
600N0660075.015.5 8.0
625N0662562.021.59.02.5 3.8(Nb+Ta)
690N0669061.029.0 9.0
825N0882542.021.53.029.5 2.31.0Ti
G-3N0698544.022.07.019.51.5*2.0*2.1Nb
G-30N0603043.029.85.015.02.81.71.0(Nb+Ta)
C-276N1027657.015.516.05.53.8
C22N0602256.022.013.03.03.0
C-2000N1020059.023.016.01.5 1.6
686N0668660.021.016.05.0*3.7
59N0605960.023.015.81.5*
B-2N1066569.01.0*28.02.0*
B-3N1067568.51.528.51.53.0*
B-4N1062966.01.028.03.5
* 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 %
200551540
400702835
600803530
6251105530
690853530
825853530
G-3903545
G-30853530
C-2761004140
C-221004545
C-20001004145
6221004545
591004545
B-21105140
B-31105140
B-41105140
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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ASTM特种合金配套件常用标准推荐表(铁基A篇、非铁基篇)
材料类别 |
对焊管件 |
锻件(棒) |
无缝管/焊管、
(换热管) |
板 |
特种奥氏体不锈钢 |
317LMNo
254SMo |
A403WPA31726
WPS31254 |
A182S31726
F44 |
A312TPS31726
S31254 |
A240S31726
S31254 |
双向钢不锈钢 |
S31803
S32205 |
A815S31803
S32205 |
A182F51
(A276)(479)S32205 |
A790SS31803
(A789)S32205 |
A240S31803
S32205 |
2507
(s32750) |
A815S32750 |
A182F43
(A479)S32750 |
A790
(A789)S32750 |
A240S32750 |
沉淀硬化不锈钢 |
17-4PH
S17400 |
|
A705
A564630 |
|
A693630 |
高合金奥氏体不锈钢 |
904L
N08904
(2521MoCu) |
B366WP904L |
B649n08904 |
B677N08904
B673 |
A240N08904
B625N08904 |
1925(1.4529)
N08925/08926
(19256MoCuN) |
B366
WP1926
WP1926N |
B649
N08925
N08926 |
B677/B673(B674)
N08925
N08926 |
B625
N08925
N08926 |
Al6XN
N08367
(24216Mo) |
B366WP6XN |
B462N08367
(B691) |
B675(B676) |
B688N08367 |
20AlloY
N08020
(3520CuMoNb) |
B366WP20CB |
B462N08020
(B473) |
B729N08020
B464 |
B463N08020 |
镍基合金 |
蒙耐而
N04400(6730) |
B366WPNC |
B564N04400
(B164) |
B161N04400
(B163)/B725 |
B127N04400 |
Inco600
N0600
(7215) |
B366WPNCI |
B564N06600
(B166) |
B167N06600
(B163)
B517(B516) |
B168N06600 |
IncolloY800
N08800(3321)
IncolloY800HT
N08811(3321) |
B366WPNIC
WPNC11 |
B564N08800 (B408)
N08811 |
B407N08800
B514
N08811 |
B409N08800
N08811 |
Inco825
N08825
(4221MoCuTi) |
B366
WPNICMC |
B564N08825
(B425) |
B423N08825
B163 |
B424N08825 |
Inco625
N06625
(60229Mo) |
B366WPNCMC |
B564N06625
(B446) |
B444N06625
B705(B704) |
B443N06625 |
哈氏合金 |
Hast.B2
N010665
(6528) |
B366WPHB2 |
B564N010665
B462
(B335) |
B622N010665
B619(B626) |
B333N010665 |
Hast.C22
N06022
(552113.5MoW) |
B366WPHC22 |
B564N06022
B462
(B574) |
B622N06022
B619(B626) |
B575N06022 |
C276
N010276
(541516MoW) |
B366WPHC276 |
B564N010276
B462
(B574) |
B622N10276
B619(B626) |
B575N10276 |
G3
N06985
(47229MoCoCuWNb) |
B366WPHG3 |
B472N06985
(B581) |
B622N06985
B619(B626) |
B582N06985 |
G30
N06030
(40295MoCoCuWNb) |
B366WPHG30 |
B462N06030
B472
(B581) |
B622N06030
B619(B626) |
B582N06030 |
国内外主要不锈钢牌号对照及执行标准
大钢类
Sort |
钢号Grade |
|
耐蚀
合金
及高
温合
金管
Corrosion
Resistant
Alloy
Tubes
Heat
Resistant
Alloy
Tubes |
中国
ChinaGB |
美国
USAAISI
|
日本
Japan JIS |
英国
England BS |
俄罗斯
Russia\
GOST |
瑞典
Swedn
SS |
国际
International
ISO |
常用标准
Standards |
0Cr20Ni32AlTi |
N08800
Incoloy800 |
NCF800
(NCF2B) |
NA15Ni-Fe-Cr |
|
|
|
GB13296
GB2270
GB6235
ASTMb165
ASTMa213
ASTMb4307
JISG3463
JISG3467
ISO49550 |
|
1Cr20Ni32AlTi |
N08810
Incoloy800H |
|
|
|
|
|
|
0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti |
N08825
Incoloy800H |
NCF825 |
NA16Ni-Fe-Cr-
Mo |
|
|
|
|
0Cr20Ni35Mo3Cu5Nb |
N08020
Alloy20cb3 |
|
|
|
|
|
|
1Cr15Ni75Fe8 |
N06600
Incone1600 |
NCF600
(NCF1B) |
NA14Ni-Cr-Fe |
|
|
|
|
0Cr30Ni60Fe10 |
N06690
Inconel690 |
|
|
|
|
|
|
00Cr15Ni60Mo16W5Fe5
0Cr15Ni60Mo16W5Fe5 |
N10276
Hastelloy c |
|
|
|
|
|
|
00Cr16Ni65Mo16Ti |
N06455
Inconel625 |
|
|
|
|
|
|
|
Munel400 |
|
|
|
|
|
|
|
Munel500 |
|
|
|
|
|
|
|
N6 |
|
|
|
|
|
|
1Cr23Ni60Fe13Al |
NiCr23FeZ4851
(德国) |
NCF601 |
|
|
|
|
|
|
|
固熔强化型
Solution Hardening Types |
时效硬化型
Age Hardening Types |
常用高温合金管牌号
Sizes﹠Standards of Common Heat Resistant Alloy Tubes |
铁基合金
Iron Base Alloy |
GH1015GH1016
GH1040GH1035
GH1131GH1140
|
GH2018GH2036GH2038
GH2130GH2132GH2135
GH2303 |
镍基合金
Nickel Base
Alloy |
GH3030GH3039
GHG3044GH3128 |
GH4033GH4037GH4043
GH4049GH4133GH4169 |
|