耐腐蚀合金制造技术

本发明专利技术涉及冶金，旨在用于在侵蚀性氧化环境中使用的镍基合金。本发明专利技术的镍基合金包括：≤0.006wt％的碳，≤0.1wt％的硅，≤1.0wt％的锰，22.8‑24.0wt％的铬，≤0.75wt％的铁，12.0‑14.0wt％的钼，0.01‑0.03wt％的铌，0.01‑0.06wt％的钛，0.1‑0.2wt％的铝，0.005‑0.01wt％的镁，≤0.015wt％的磷，≤0.012wt％的硫磺，剩下的是镍和不可避免的杂质。

Corrosion resistant alloy

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐腐蚀合金本专利技术涉及冶金，旨在用于在侵蚀性氧化环境中使用的镍基合金。已知耐腐蚀合金Nicrofer6616hMo合金C-4(号2.4610)，重量百分比：14.5～17.5Cr,14.0～17.0Мо,≤3.0Fe,≤0.009С,≤1.0Mn,≤0.05Si,≤2.0Co,≤0.7Ti,≤0.020P,≤0.010S,镍和其他不可避免的杂质(手册“耐腐蚀、耐热和高强度钢及合金”，M.，Prometey合金，2008年，304～306页).该合金用于制造在各种化学环境中，在室温和高温下运行的设备。特别是用于烟气脱硫的吸附器；蚀刻槽和酸回收装置；生产醋酸和农用化学品的装置。本专利技术的最接近的类似物是KHN65MVU(EP760)合金，其重量百分比：≤0.02C，≤0.1Si，≤1.0Mn，14.5～16.5Cr，15.0～17，0Mo，3.0～4.5W，≤0.5Fe，≤0.012S，≤0.015P，镍和不可避免的杂质，其余的(GOST5632-2014——原型)。用于造成结构(柱、热交换器、反应器)、化工、石化工业(醋酸、环氧树脂、醋酸乙烯酯、三聚氰胺、复合有机化合物的生产)和其他温度范围在-70至5000摄氏度。KhN65MVU合金及其焊接接头可在KCl–AlCl3–ZrCl4环境中使用，最高温度可达500℃,在高于规定值的温度下，合金除了晶间腐蚀和腐蚀开裂外，在550℃时，延伸率从48％急剧下降至7.3～13％，在625℃时，延伸率高达2.5％，金属的脆化在变形后显现出来。本专利技术涉及的问题是在氯化物工厂(KCl–AlCl3–ZrCl4))的工作环境中，在高达T＝650℃的温度下，制造具有高腐蚀性能的合金。本专利技术的技术结果是获得一种在550℃至625℃的温度范围内工作时具有高塑性的合金，并且在高达650℃的温度下增加了熔融氯化物KCl、AlCl3+(ZrCl4HfCl4)中的耐腐蚀开裂性。具体的技术结果是在含有碳、硅、锰、铬、钼、磷、硫、铁、镍和不可避免的杂质的合金中，根据本专利技术另外含有钛、铝、铌、镁的组分的下列比例，重量百分比：为了获得稳定的结构和塑性性能，铬、钼和铁的含量最好与以下比率相关：(铬、钼的总质量百分比与铁的百分比之比不小于46.4)为了获得稳定的结构和高腐蚀性能，铌和碳的含量最好通过以下比率来关联：(铌的质量百分比与碳的质量百分比之比不小于1.66。铬、钼、铁、铌和碳的含量最好与以下比率有关：在通过与原型的对比分析，我们可以得出结论，所要求的合金与已知合金不同之处在于：碳含量较低(由≤0.02％改为≤0.006％)、钼(由15.0～17.0％改为12.0～14.0％)、铬含量增加(由14.5～16.5％改为23.0～24.0％)、铁(由≤0.5％改为≤0.75％)，另外还通过添加元素，如铌的量为0.01～0.03％，钛的量为0.01～0.06％，铝的量为0.1～0.2％，镁的量为0.005～0.01％。此外，在本专利技术的特定情况下，满足所要求的元素比率：或或在通过对不同成分选择的合金性能的研究，确定了本专利技术合金中合金元素含量的限制。超过0.006％的碳含量会导致锆和铪盐溶液中的耐腐蚀性降低，这是由于高温下碳化物形成过程的增加(出现不良碳化物相)。铬含量为22.8～24％，以保证铪和氧化锆所需的耐热性。当铬的引入量小于22.8％时，合金不具备所需的耐热性，超过24.0％会降低合金的耐热性。镍合金中引入钼可提高固溶体的再结晶温度，抑制其软化，提高耐热性，并可在短期和长期试验中提高塑性。我们选择12.0～14.0％的钼含量，以提供短期和长期负荷以及高温所需的机械性能。钼的加入量小于12.0％，无法满足力学性的要求。当含量高于14.0％时，合金的塑性降低，因此，在冶金加工过程中，合金的加工性能恶化。铌的加入量为0.01～0.03％，使残余碳和氮结合在碳化物、氮化物和碳氮化物上，防止沿晶界形成铬碳化物和碳氮化物。合金中碳含量的6至10倍的铌的添加量，可消除合金的晶间腐蚀，并保护焊缝不受破坏。当铌含量小于0.01％时，其与残余碳的相互作用无效，大于0.03％的铌含量不利于碳化物的形成。当硅含量超过0.1％时，会对合金的加工性能产生负面影响，并因硅硅酸盐含量的增加而导致合金脆化。锰含量的增加超过1.0％会导致易熔共晶的出现，这会导致钢锭在压力加工过程中的破坏，降低合金的耐热性，也会导致抗局部腐蚀性的降低。镍在盐酸中即使在沸点也很稳定。然而，在存在氯化物、Fe(III)离子和其他氧化剂的情况下，钼合金的镍和镍铬的腐蚀加剧，并且铁含量被限制在不超过0.75％。加入0.01-0.06％的钛可以提高锆和铪盐熔体的耐腐蚀性，使残余碳与碳化物结合，形成足够数量的Ni3Ti型金属间化合物，在500-700°℃的工作温度下，对合金的耐热性有积极的影响。当钛含量小于0.01％时，不满足耐蚀性要求，钛含量超过0.06％时，合金的可加工性降低，并因钛的反应性而形成不良相。在合金中加入0.1-0.2％和0.005-0.01％的铝和镁以除去残余氧，并且，对于铝，形成Ni3Al型金属间化合物，这对合金的耐热性有积极的影响。当这些元素的引入量小于所示的量时，就无法达到必要的残余氧去除。如果超过这些元素的含量，就会形成大量的非金属夹杂物。当硫含量超过0.012％，磷含量超过0.015％时，会形成粗的非金属夹杂物，对合金的塑性产生不利影响。在条件下，当比值降低到46.4以下时，合金结构变得不稳定(sigma相被释放)，这对合金的塑性特性和耐腐蚀性产生不利影响。在条件下，当比值小于1.66时，合金的耐蚀性降低。所提出的合金中元素的比例是通过实验发现的，并且是最佳的，因为它们可以让你得到所声称的综合技术结果。违反元素配比，合金性能恶化，不稳定，未达到复合效应。本专利技术的实例。合金锭在真空感应炉中熔炼。根据GOST14019-2003，在熔炉中长时间暴露超过1000小时后，在550℃和625℃温度的影响下，研究合金的塑性性能的变化通过将样品弯曲到90度或更大角度来控制。在氯化物熔体KCl、AlCl3+(ZrCl4HfCl4)中进行了合金耐腐蚀开裂的工业试验表1显示了具有各种成分选择的合金锭以及原型合金的化学成分。表2显示了根据GOST14019-2003以90度角弯曲测定表1所示合金塑性性能的结果。表3给出了表1所示合金在熔融氯化物KCl，AlCl3+(ZrCl4HfCl4)中在T＝650℃下100小时耐腐蚀开裂的工业试验结果。从表1、2可以看出，满足要求成分的合金(合金1、2)、在550℃和625℃下的塑性性能高于原型合金的性能，不满足要求成分的合金3的塑性性能低于合金1、2,根据GOST14019-2003，弯曲试验导致开裂。从表3可以看出，与原型合金相比，满足要求成分的合金(合金1、2)的腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀的镍基合金，含有碳、硅、锰、铬、钼、磷、硫、铁、镍和不可避免的杂质，其特征在于，在下列成分的比例中，还含有钛、铝、铌、镁，重量百分比：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170801 RU 20171276071.一种耐腐蚀的镍基合金，含有碳、硅、锰、铬、钼、磷、硫、铁、镍和不可避免的杂质，其特征在于，在下列成分的比例中，还含有钛、铝、铌、镁，重量百分比：





2.根据权利要求1所述的合金，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·阿塞耶夫，S·V·贝利科夫，K·V·德多夫，A·A·克里茨基，R·A·密尤科夫，A·P·潘托金，I·B·波洛沃夫，K·V·斯基巴，P·A·卡林，S·V·柴涅金，A·F·舍瓦金，S·A·希普林，
申请(专利权)人：切佩茨基机械厂股份公司，科学与创新股份公司，
类型：发明
国别省市：俄罗斯;RU