镍-铬-合金，具有(以重量％计)29至37％的铬，0.001至1.8％的铝，0.10至7.0％的铁，0.001至0.50％的硅，0.005至2.0％的锰，0.00至1.00％的钛和/或0.00至1.10％的铌，各0.0002至0.05％的镁和/或钙，0.005至0.12％的碳，0.001至0.050％的氮，0.001至0.030％的磷，0.0001-0.020％的氧，至多0.010％的硫，至多2.0％的钼，至多2.0％的钨，余量为镍和由方法造成的常见杂质，其中必须满足如下关系：Cr+Al>30(2a)和Fp≤39.9(3a)，其中Fp＝Cr+0.272*Fe+2.36*Al+2.22*Si+2.48*Ti+1.26*Nb+0.374*Mo+0.538*W-11.8*C(4a)，其中Cr、Fe、Al、Si、Ti、Nb、C、W和Mo为相关元素的以质量％表示的浓度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】镍-铬-合金，具有(以重量％计)29至37％的铬，0.001至1.8％的铝，0.10至7.0％的铁，0.001至0.50％的硅，0.005至2.0％的锰，0.00至1.00％的钛和/或0.00至1.10％的铌，各0.0002至0.05％的镁和/或钙，0.005至0.12％的碳，0.001至0.050％的氮，0.001至0.030％的磷，0.0001-0.020％的氧，至多0.010％的硫，至多2.0％的钼，至多2.0％的钨，余量为镍和由方法造成的常见杂质，其中必须满足如下关系：Cr+Al>30(2a)和Fp≤39.9(3a)，其中Fp＝Cr+0.272*Fe+2.36*Al+2.22*Si+2.48*Ti+1.26*Nb+0.374*Mo+0.538*W-11.8*C(4a)，其中Cr、Fe、Al、Si、Ti、Nb、C、W和Mo为相关元素的以质量％表示的浓度。【专利说明】具有良好可加工性、耐蠕变性和耐腐蚀性的镍-铬-合金 本专利技术涉及镍-铬-合金，其具有良好的高温耐腐蚀性，良好的耐蠕变性和改进的 可加工性。 具有不同的镍含量、铬含量和铝含量的镍合金长期以来用在炉结构和化学以及石 油化学工业中。对于所述应用来说，需要即使在渗碳气氛下仍然良好的高温耐腐蚀性和良 好的耐热性/耐蠕变性。 通常注意到表1中给出的合金的高温耐腐蚀性随着铬含量的增加而升高。所有这 些合金形成铬氧化物层（Cr 203)，具有位于其下方的或多或少封闭的Al2〇3层。少量添加强 亲氧元素例如Y或Ce改进了抗氧化性。在应用领域中的使用过程中，铬含量缓慢消耗从而 形成保护层。因此，通过更高的铬含量提高材料的寿命，因为形成保护层的元素铬的更高 含量推迟如下时间点，在所述时间点Cr-含量低于临界极限并且形成除了 Cr203之外的其他 氧化物，例如含铁氧化物和含镍氧化物。在需要时，通过加入铝和硅实现高温耐腐蚀性的进 一步升高。从一定的最低含量开始，这些元素在氧化铬层下方形成封闭层并且因此减少铬 的消耗。 在渗碳气氛（CO、H2、CH4、C02、H 20混合物）下，碳可能渗入材料从而可能造成内部 碳化物的形成。这造成缺口冲击韧性的损失。熔点也可能降低至极低的值（至多350°C) 并且由于基质中铬的贫化而可能造成转变过程。 通过具有低的碳溶解度和低的碳扩散速度的材料实现对渗碳的高抵抗性。镍合金 因此通常比铁基合金更抵抗渗碳，因为镍中的碳扩散和碳溶解度均低于铁中的碳扩散和碳 溶解度。铬含量的升高通过形成保护性氧化铬层而造成更高的抗渗碳性，这是因为在用于 形成所述保护性氧化铬层的气体中的氧气分压不足。在极低的氧气分压下，可以使用形成 氧化硅构成的层或更稳定的氧化铝层的材料，所述氧化硅层或更稳定的氧化铝层在显著更 低的氧气含量下仍然可以形成保护性氧化物层。 在碳活性>1的情况下，在镍基合金、铁基合金或钴基合金中可能出现所谓的"金 属尘化"。合金在与过饱和气体接触时可能吸收大量的碳。在碳过饱和的合金中发生的离 析过程造成材料损坏。此时合金分解成金属颗粒、石墨、碳化物和/或氧化物的混合物。所 述类型的材料损坏在500°C至750°C的温度范围内出现。 出现金属尘化的通常条件为强渗碳性CO、H2或CH4的气体混合物，如在氨合成、甲 醇设备、冶金过程以及淬火炉中出现的气体混合物。 对金属尘化的抵抗性随着合金的镍含量的增加而呈升高趋势（Grabke，H. J.， Krajak，R.，Milller-Lorenz，Ε·Μ·，StrauP，S_ :Materials and Corrosion 47(1996)，第 4%页），然而即使是镍合金也通常不能抵抗金属尘化。铬含量和铝含量在金属尘化条件下对耐腐蚀性具有显著影响（参见图D。具有低 铬含量的镍合金（如合金Alloy 600,参见表1)在金属尘化条件下具有相对高的腐蚀速度。 具有25%的铬含量和2.3%的铝含量的镍合金八11〇7 60204(_6025)以及具有30%的铬 含量的 Alloy 69〇(N〇6690)显著更具抵抗力（Hermse，C.G.M.和 van Wortel，J. C. :Metal dusting ：relationship between alloy composition and degradation rate. Corrosion 已叫丨1!661^叩，8￡^6以^31^16(：1111〇1(^744(2009)，第182 - 185页）。对金属尘化的抵抗能 力随着Cr+Al的总和而升高。 在给定温度下的耐热性或耐蠕变性特别通过高的碳含量得以改进。然而高含量的 混晶凝固元素例如铬、铝、硅、钼和钨也改进耐热性。在500°C至900°C的范围内，加入铝、钛 和/或铌（即通过Y ' -相和/或Y 〃-相的沉淀）可以改进抵抗性。 现有技术的实例列于表中。 由于大于1.8%的高的铝含量，已知合金例如八11〇7 6020八(腸6025)、411〇7 693(N06693)或 Alloy 603(N06603)相比于Alloy600(N06600)或 Alloy 601(N06601) 的出色的耐腐蚀性。由于其高的铬含量和/或铝含量，Alloy 602 CA(N06025)、Alloy 693(N06693)、Alloy 603(N06603)和Alloy 690(N06690)具有出色的抗渗碳性或抗金属尘 化性。同时合金例如 Alloy 602 CA(N06025)、Alloy 693 (N06693)或 Alloy 603 (N06603) 由于高的碳含量或铝含量而在出现金属尘化的温度范围内具有出色的耐热性或耐蠕变性。 Alloy 6〇2CA(N〇6〇25)和Alloy 6〇3(N06603)本身在超过100(TC的温度下仍然具有出色 的耐热性或耐蠕变性。然而由于高的铝含量而损坏可加工性，其中铝含量越高，损坏越剧 烈（Alloy 693-N06693)。同样情况更大程度地适用于硅，其与镍形成低熔点金属间相。在 Alloy 602 CA(N06025)或Alloy 603(N06603)中，由于高的初生碳化物含量使得冷压加工 性特别有限。 US 6623869B1公开了一种金属材料，所述金属材料由彡0.2%的C、0.01-4%的 Si、0. 05 - 2. 0% 的 Μη、彡 0. 04%的 P、彡 0· 015%的 S、10-35%的 Cr、30-78%的 Ni、0. 005 -4· 5%的Α1、0·005 - 0· 2%的N和至少一种元素〇. 015-3%的Cu或0.015-3%的Co组成，余 量至100%的铁。在此，40Si+Ni+5Al+40N+10(Cu+Co)的值不低于50,其中元素符号表示相 应兀素的含量。所述材料在可能出现金属尘化的环境中具有出色的耐腐蚀性，并且因此可 以用在石油精炼设备或石油化学设备中的炉管、管系统、换热管等中，并且可以显著改进设 备的寿命和安全性。 EP 0 549 286 公开了 耐高温 Ni-Cr-合金，包含 55 - 65% 的犯、19-25%的0、 1 -4. 5%的 A1、0. 045 -0· 3%的 Υ、0· 15本文档来自技高网...
【技术保护点】
镍‑铬‑合金，具有(以重量％计)29至37％的铬，0.001至1.8％的铝，0.10至7.0％的铁，0.001至0.50％的硅，0.005至2.0％的锰，0.00至1.00％的钛和/或0.00至1.10％的铌，各0.0002至0.05％的镁和/或钙，0.005至0.12％的碳，0.001至0.050％的氮，0.001至0.030％的磷，0.0001‑0.020％的氧，至多0.010％的硫，至多2.0％的钼，至多2.0％的钨，余量为镍和由方法造成的常见杂质，其中必须满足如下关系：Cr+Al>30 (2a)和Fp≤39.9 (3a)其中Fp＝Cr+0.272*Fe+2.36*Al+2.22*Si+2.48*Ti+1.26*Nb+0.374*Mo+0.538*W‑11.8*C (4a)其中Cr、Fe、Al、Si、Ti、Nb、C、W和Mo为相关元素的以质量％表示的浓度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·哈藤多夫，
申请(专利权)人：VDM金属有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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