CN101426940A - 抵抗金属除尘的铜基合金及其用途 - Google Patents
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Abstract
一种铜基合金，能够抵抗或者免除碳化、金属除尘和焦化并且抵抗氧化，所述的合金具有下述的成分(所有含量用重量％)：铝(Al)＞0－15；硅(Si)≥0－6；镁(Mg)≥0－6，钇、铪、锆、镧、铈这组稀土元素(REM)中的一种或者多种元素，每一种含量达到0.3重量％，其余为铜(Cu)，并且通常出现形成合金的添加剂和杂质，在含有一氧化碳的气氛中，和/或含有碳氢化合物的气氛中抵抗氧化，或者含有固体碳的处理过程，例如固体含碳材料的气化，碳氢化合物的加热分解和催化重整，特别是在低硫和低硫、低水分条件下的催化重整，所述合金用作建筑材料。
Description
技术领域
本发明涉及铜基合金，其能够抵抗或者免除碳化、金属除尘(metaldusting)、焦化和氮化，并且抵抗氧化。本发明也致力于在含有CO的气氛中和/或含有碳氢化合物的气氛或者含有固体碳的处理过程，或者含有氨和/或其他反应的氮化合物的处理过程中所述合金在建筑元件中的应用，以及由这些合金形成的产品。
背景技术
过去，在石化工业中涉及重整过程的许多发明已经显著地提高了加工效率。这样的一个例子是掺有特殊金属的大孔隙沸石催化剂的发展，使得催化剂具有较高的选择性，其适于精确的重整和/或合成，例如更有效且更经济地生产以碳氢化合物原料为基础的各种高需求的商业液体。然而，很快发现催化剂对硫中毒敏感，从而导致供给的碳氢化合物脱硫技术得到发展。后来，还发现水能够使这样的催化剂快速失效，因此，在处理气流中降低水分含量的相应保护技术也得以发展。
接下来，低硫和低水分条件导致发现在反应堆装置内焦炭形成并且堵塞，随后可能返回涉及到分解的剧烈形式的作用将侵蚀设备部件的金属建筑材料，例如炉管、管道系统、反应堆壁等。实际上从20世纪40年代以后，已经知道这种金属分解机制为“金属除尘(metaldusting)”，然而，这种现象很少看到，因为当时，由于得到的是较低效率的催化剂，所以重组技术包括在处理气体中较高的硫分以及非常高的重整和合成压力。
因此，通过上面作为背景的历史发展的描述，应理解，在今天的石化工业中，需要一种防止金属除尘的原因和结果的解决方法。
如上所述，金属除尘是一种金属快速分解成为焦炭和纯金属的碳化形式。使用处理气体能够输送粉化的金属颗粒，其顺流而下积聚在不同反应堆部件上，并且贯穿整个反应堆系统，使能够产生堵塞的催化焦化转移。
显然，金属除尘在氢气和合成气(氢气或一氧化碳的混合气)制造过程至关重要。在这些工厂中，甲烷和其他各种更高级的碳氢化合物被重整或者部分氧化，从而制造不同量的氢气和一氧化碳，用在制造其他更高分子量的有机化合物中。加工过程中提高的反应效率和热回收效率需要在有利于金属除尘(metal dusting)条件下的操作加工设备。
在氨合成过程中提高热回收率的要求引起在重整气体装置的热回收部分以及重整装置自身中的金属除尘问题。
金属除尘也是直接铁矿还原工厂中的问题，其中将干燥并且重新加热重整的甲烷，以提高矿石还原效率。在重整装置、重整过气体再加热器和矿石还原的上游管道中发生金属除尘。
在热处理工业中，在处理被处理(退火、碳化)零件的设备中，也要经历金属除尘。
用在热处理中的气体与残留在零件上的油液混合，从而形成在化学上有利于金属除尘的气体。
如果对加工过程的化学控制不加管理，那么用于碳化的气体混合物也能引起金属除尘。
石油精炼厂在包含加氢脱烷基过程和“铂重整装置”单元的催化剂再生装置中经历金属除尘。
发生金属除尘的其他加工过程是核工厂，该工厂使用二氧化碳冷却在煤气化单元的再循环气体回路内的设备，在升高的温度下处理碳氢化合物的点火加热器中的设备，以及在炼钢厂的炼铁鼓风炉和使用熔盐和碳氢化合物的燃料电池。
近年来，强调重整和合成技术的发展，以使远距离的、所谓“绞合气体储备”的商品化成为可能。基于Fischer Tropsch加工的进一步发展的合成步骤，需要使用引起合成气体组合物的很严重的金属除尘，由于较低的蒸气/碳比率以及较高的CO/CO2比率，合成气体将引起严重的金属除尘。然而，因为缺乏对金属除尘有足够抵抗力的材料，所以沿着这个方向仅仅前进了较小的几步。
在今天使用的提供保护以防金属除尘并减少焦炭形成的其他解决方法中，使用具有高含量的铬和一定量的铝添加剂的高级的镍或者铁基合金。也已经试验以扩散技术或者涂覆为基础的一些表面改性方法，通过覆盖焊接、激光熔解、化学蒸气沉积(CVD)、物理蒸气沉积(PVD)或者喷射这些方法。这些方法中的许多方法包括基于例如铁、镍和钴这样的过渡金属的材料，这些材料促使焦炭形成的催化特性是已知的。
在包含高含量的活性氮化合物的环境中，例如氨水中，金属合金受到强有力氮化的影响，具有这种环境的例子有氮化炉和退火炉，它们使用以氮气为基础的气氛。另一例子是电站，其使用所谓的Kalina循环。在这些电站中使用水—氨的混合液，以便以与蒸气锅炉相似的方式将燃烧热量从炉子传递给涡轮机，但是具有相当高的效率。在考虑用于氨—水混合的温度即350℃—700℃下，气体混合物高度侵入，并且引起在公知合金上非常快速的腐蚀过程，这些合金例如有304级钢(18重量％的Cr，9重量％的Ni)，合金800的铁—铬—镍合金(20重量％的Cr，31重量％的Ni)，合金600的镍合金(16重量％的Cr)以及具有1—18重量％Cr的铁—铬。这是防止Kallna循环电站商业化的一个因素。在化学加工工业中也发生类似的过程，它们处理活性氮化合物，例如气态的胺或者酰胺。现在使用的、用来防止金属除尘并且减少焦炭形成的方法，就是使用具有高含量的铬和一定量的铝添加剂的高级的镍基或者铁基合金。也已经通过表面堆焊、激光熔解、化学蒸气沉积(CVD)、物理蒸气沉积(PVD)或者喷射试验以扩散技术或者涂覆为基础的一些表面改性方法。这些方法中的许多方法包括基于例如铁、镍和钴这样的过渡金属的元素，这些材料促使焦炭形成的催化特性是已知的。
已知诸如铜(Cu)和锡(Sn)的金属能够抵抗或者免除碳化和焦炭的形成，但是其具有太低的熔点或者不足以抵抗氧化的熔点。在通过蒸气和空气中的氧化周期性地除去固体焦炭的情况下，需要抗氧化能力。因此，在实践中，除了作为有用的抗碳化材料的铜(Cu)和低合金铜(Cu)之外，与碳化加工气体接触的金属表面必须也具有足够的抗氧化能力。即使在某些加工过程中可以排除脱焦的步骤，使用具有一定抗氧化能力的合金，也能使检查或者其他停止之后的启动程序更加容易。另外，事故可以导致处理气体被诸如硫、氯、碱金属化合物、水蒸气和/或氧气所污染。因此，在表面上没有任何氧化物保护的铜合金会受到相当的腐蚀。同样，由氧化铬保护的铜合金也会受到上述化合物的损坏，因为氧化铬的抗氧化能力是有限的。最后，在甚至更高程度的锡中，在500℃以上的温度下铜具有高的蒸气压力，由此导致：当这些元素出现在金属表面上时，它们的蒸气能够被输送到处理系统并且引起诸如建筑材料、处理流体和催化剂的污染。
已经存在用例如锡(SN)、铜(Cu)这样的防腐金属或者免疫金属薄层来涂覆建筑材料的技术，这种技术在US-A-5863418和EP-A-09003424中也描述过。因此，厚度小于100μm的这种薄层通过与建筑材料反应而受到消耗，这就是这种合金的寿命非常短的原因。
对于在Kalina循环电站的水—氨混合物中发生的氮化条件来讲，现在不存在任何的防腐金属。至于在较高温度下即700℃以上的氮化，在大多情况下，形成铁、钴或者镍合金的氧化铬或者氧化硅或者氧化铝经常获得形成的氧化物的短暂保护。因此，在这些情况下，材料的寿命还是受到氮化的限制。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种铜基合金，其能够抵抗或者免于碳化、金属除尘和焦化。
本发明的另一目的是提供一种抵抗或者免于氧化的铜基合金，尤其是在含有一氧化碳的气氛中，和/或含有碳氢化合物的气氛中，例如固体含碳材料气化的处理过程，碳氢化合物的加热分解和催化重整，特别是在低硫和低硫、低水分条件下的催化重整，能够抵抗氧化。
本发明的另一目的是提供一种铜基合金，其不能催化地激活固体焦炭的形成。
本发明的再一目的是提供一种铜基合金，其能够抵抗或者免于碳化，抵抗用在含有一氧化碳的气氛中和/或含有碳氢化合物的气氛中、例如固体含碳材料气化的含有固体碳的处理过程、碳氢化合物的加热分解和催化重整特别是在低硫和低硫、低水分条件下的金属除尘和焦化。
本发明的另一个目的是提供一种基合金，其能抵抗铜蒸发的材料损失。
本发明还有一个目的是提供一种基合金，其在有反应氮特别是温度在300℃到800℃之间的环境中抵抗氮化，在该环境中常规合金强烈腐蚀。
本发明的又一目的是提供产品形式，其中能够将该合金用在铜基合金本身强度太低的温度下。
附图说明
图1用图解法说明在25CO+3H20+H2中、在650℃的温度下暴露1000小时的一段时间(RT的四个循环)之后本发明的一个例子和一些比较样品的重量损失。
图2说明用于给定8％Al含量时用热石灰钙(Themocalc)计算的Cu-Ni-Al相图中的一部分，其中1—液体，2—AlNi，3—FCC，4—BCC。
图3说明在750℃时具有4重量％Al的合金中碳的溶解度(克碳/克合金)和变化的Cu-Ni比例关系。
具体实施方式
使用下面描述的合金可以满足这些目的。
铝
铝的含量应该添加到在300℃到1300℃的温度下甚至在单独包含微量氧气的环境下在合金的表面上形成保护氧化铝层。铝应该添加到重量达15wt.％，优选达到13wt.％，更加优选达到8wt.％，但是不低于2wt.％，优选不低于4wt.％。
硅
通过形成相对于纯铝具有较高形成率的铝硅酸盐，使用硅能够促进在这种合金中铝的保护效果。在这种合金中，形成保护性氧化物的较低开始温度是有利的。因此，可以将硅添加到合金中，以便改善在低温下氧化物的形成。这样，对于应该在300℃—900℃的温度范围内使用的材料来讲，具有硅含量达到6wt.％的合金特别有利，优选硅含量达到4wt.％，更加优选硅含量为1.5wt.％到4wt.％之间。如果决心在900℃以上的温度使用，那么对于防腐氧化物来讲硅的含量是确定的，但是不含硅的合金也形成保护性的氧化铝，因此，硅的含量应该达到6wt.％，优选0—3wt.％。
镁
镁具有与铝相同的特性，其能够降低铜的氧化率。因此镁在某种程度上能够代替合金中的铝。这样，镁的含量应该限制在0—6wt.％，优选达到4wt.％。
镍、铁、钴
已经知道，过渡金属尤其是铁、镍和钴在焦炭的形成过程中具有强大的催化效果。然而，将要形成在合金表面上的氧化铝层的保护能力，使得允许这些元素成比例地达到高水平，但是铁、镍和钴的总量不能超过60wt.％。
也可以使用镍，以便
——通过把合金的熔点提高到大约900℃，达到最高使用温度
——在从大约800℃到大约1200℃的升高的温度下，提高其机械强度
因此，提高的镍含量能够引起碳化的发展趋势，以及抵抗金属除尘和焦化能力的下降。这样，如果当对用在300℃到800℃温度范围内的处理过程中的承载载体进行涂覆时使用该合金，那么应该使镍的含量尽可能的低。因此，如果在200℃以上的温度下没有承载载体地使用该合金，或者在高于800℃的温度下在承载载体上进行涂覆时使用合金，那么该合金应该具有含量不高于60wt.％的镍。为了提高机械强度并且用在达到900℃的温度下，可以用铁和/或钴来完全或者部分代替该合金中的镍。
为了在较高温度即大约800℃到1200℃下使用，可以用每种元素含量达到25wt.％的铁和/或钴来代替镍。因此，应该取代总共最大为40wt.％的镍。根据本发明的纯Cu-Al合金具有在1030℃到1080℃之间的熔点，这取决于Al的含量。为了能够在高于大约1000℃的温度下使用，尤其是在上述熔点之上，必须与例如镍制成合金，以提高该合金系列的熔点。为了在1050℃之上至少1100℃的熔点使用，该合金应含有20—60wt.％的镍，最好25—45wt.％的镍。
如果需要最佳地抵抗金属除尘和焦化，那么应该提高在这组元素中一种或几种元素的含量，但每一种元素不要超过2.0wt.％。这些元素的总含量不应超过6.0wt.％，优选地不超过1.0wt.％。
反应添加剂
为了进一步提高高温下的抗氧化性，通常实践中要添加一定量的反应元素，例如钇、铪、锆、镧和/或铈这样的稀土金属(REM)。应该添加这组元素中的一种或者多种，每一种的添加量不能超过1.0wt.％。这些元素的总含量不应超过3.0wt.％，优选地不超过0.5wt.％。
铜
等于本发明合金的剩下部分的主要成分是铜。已知铜抵抗或者免除催化活性和焦化。由于其与氧气接触时较高的氧化率，所以直到今天，在这些场合使用铜也是不可能的。该合金可以包括高达98wt.％的铜，但是至少为38wt.％的铜，优选至少73wt.％的铜，更加优选80wt.％的铜。
另外，该合金通常可以包括发生合金炼制的添加剂和杂质。
能够将本发明的合金机械加工成为具有管道、管子、盘子、条带和线状的建筑材料，或者以涂覆在其他通常使用的、具有这种形状的建筑材料的一个或者多个表面上的形状来使用。
例1
在较高的碳化气氛中，在管道炉中进行统计试验室试验。测量和评价标准质量的不锈钢和本发明的铜基合金A-M的耐除尘性能。表1说明研究材料的化学成分，表2说明根据本发明的实施例A-M的成分。所有的含量都用wt.％来表示。
表1
| 样品牌号 | C | Cr | Ni | Mo | N | Si | Mn | P | S | Ti | Ce |
| 304L(钢条) | 0.013 | 18.35 | 10.15 | 0.39 | 0.043 | 0.42 | 1.26 | 0.024 | 0.004 | ||
| 304L(钢板) | 0.015 | 18.20 | 10.10 | 0.39 | 0.043 | 0.43 | 1.42 | 0.021 | 0.001 | ||
| 合金800HT | 0.063 | 20.37 | 30.10 | 0.05 | 0.009 | 0.73 | 0.53 | 0.009 | 0.001 | 0.5 | |
| 353MA | 0.052 | 25.10 | 34.10 | 0.20 | 0.175 | 1.56 | 1.40 | 0.020 | 0.001 | 0.06 |
表2
| Al | Ni | Fe | Si | Mn | Cr | Mg | Bi | Ti | Zr | La | Cu | |
| A | 8.0 | 0.02 | 0.02 | 0.005 | 0.002 | 0.0001 | 0.0001 | 0.0001 | 衡量 | |||
| B | 5.6 | <0.1 | <0.1 | 1.7 | <0.1 | 0.0014 | 衡量 | |||||
| C | 9.5 | <0.1 | <0.1 | 4.8 | <0.1 | 0.0012 | 衡量 | |||||
| D | 8.4 | <0.1 | <0.1 | <0.1 | <0.1 | 0.0004 | 衡量 | |||||
| E | 6.3 | <0.1 | <0.1 | 0.6 | 6.3 | 0.0007 | 衡量 | |||||
| F | 15.1 | 10.1 | <0.1 | <0.1 | <0.1 | 0.0004 | 衡量 | |||||
| G | 2.8 | <0.1 | <0.1 | 0.1 | <0.1 | 0.016 | 衡量 | |||||
| H | 4 | 6 | 6 | 衡量 | ||||||||
| I | 6 | 2 | 衡量 | |||||||||
| J | 8 | 2 | 8 | 衡量 | ||||||||
| K | 8 | 15 | 2 | 衡量 | ||||||||
| L | 12 | 8 | 8 | 衡量 | ||||||||
| M | 15 | 15 | 衡量 |
实验样品是由钢板或者钢条切割成具有大约10×12×3mm尺寸的形状，并且用600目磨削来制造。通过在50℃温度下1.8M HNO3+1.6MHF进行8—40分钟的标准浸泡操作，对一些实验例进行表面处理，或者通过电磨削操作(50gCrO3+450ml的ortophosphoric酸，20V)进行处理。在测试并且放在冷炉中之前，在丙酮中清洁这些样品。为了达到较低的氧气分压，在引入反应气体并且加热到温度之前，使纯氢气奔涌通过炉子3小时。该气体流速是250毫升/分钟(ml/min)，其对应于在9mm/s的样品之上的气体速度。在加热20分钟之后温度稳定在650℃。反应气体的输入成分是25％CO+3％H2O+72％H2。在25mm直径的石英管炉子内，以650℃/1000h进行实验室曝光。为了提高碳的活性并且促进金属除尘的开始，进行四次下降到100—200℃且返回到650℃的温度循环，每一次循环持续大约4—5小时。
在图1中反映了清除样品的焦炭和石墨之后的重量损失测量的结果，其中
表3比较例的描述
| 样品号 | 合金 | 制造条件 | 表面改性 |
| 1 | 304L | 钢条 | 退火 |
| 2 | 304L | 钢条 | 电抛光 |
| 3 | 304L | 钢条 | 磨削 |
| 4 | 304L | 钢条 | 浸泡 |
| 5 | 304L | 钢板 | 退火 |
| 6 | 304L | 冷轧钢板 | 磨削 |
| 7 | 304L | 冷轧钢板 | 电抛光 |
| 8 | 800HT | 钢板 | 磨削 |
| 9 | 800HT | 钢板 | 浸泡 |
| 10 | 353MA | 钢板 | 过度浸泡 |
| 11 | 合金A | 钢板 | 未处理 |
如图1所示，以可测量的重量增加为函数，在1000小时的暴露期间，通过凹点和焦炭的形成，所有比较的钢(样品1—10)经受金属除尘。然而，事实上本发明(样品11)的合金在这种气氛中不起反应，没有重量的改变或者焦炭形成。在相同的气氛中(在650℃的温度下，4×1000h)样品11已经总共暴露4000小时，而没有可测量或者可看见的变化。
虽然已经参考上述实施例描述了本发明，但是对于本领域普通技术人员来讲，某些改进和变化是显然的。
通过在氩这种保护气体环境中熔化和随后的铸造生产具有表2成分的样品B到M的合金。
当暴露到300℃—1050℃的温度范围内的氧化环境中时，这些合金能够形成保护性的氧化铝或者含有氧化物的混合铝，它们进一步抵抗合金的氧化并且抵抗合金中铜的蒸发，从而使得合金更加能够抵抗由于铜的蒸发带来的材料损失。
例2
本领域技术人员应认识到：根据本发明的合金需要在升高温度即大约200℃以上的温度下的承载载体。为了该目的，本发明的合金能够在混合溶液或者双金属混合溶液中机械加工为元件，如上所述，它们将用作具有不同形状的建筑材料。如果该合金具有较低含量的铁和镍，那么后者特别有效。在具有较高的铁和/或镍含量的合成物中，在没有任何承载载体的情况下能够使用合金的最高温度相当地高。对于具有40wt.％镍、5—15wt.％铝及衡量铜的合金来讲，能够估计到：该合金具有足够的机械强度，以便在高达1000℃的温度下能够使用。另外，通过由粉末冶金术来制造含有带碳纤维或者碳化硅纤维的合金，可以强化该合金的机械性能。另外，存在例如氧化铝的氧化物或者氮化物的颗粒分散物，也能够强化这种粉末冶金术制造的合金。利用这些方法，在没有承载载体的情况下使用该合金的温度能够扩大到200℃以上。能够将本发明的合金加工成具有管道、管子、平板、条带和线状的建筑材料。
如果需要这样，能够将合金制造成具有管道或者平板或者条带的形状，里面的承载层涂覆在本发明合金的一层表面或者两层表面上。使用其以便制造该合金的混合溶液和承载载体的某些方法是：在载重元件上的一根管和由本发明的合金制成的一根外管和/或内管的共同挤出、共同焊接或者共同拉拔以及收缩，可能随后还有热处理，以获得在这些元件之间的冶金连接。在制造平板或者条带时类似的方法是：将两张或者更多平板或者多根条带热轧或者冷轧在一起。通过承载载体的两张或者更多不同平板或管道与本发明的合金的爆炸焊接，也可以制造复合板或者复合管道。借助诸如HIP(热均匀挤压)或者CIP(冷均匀挤压)粉末冶金技术的帮助，也可以将外部元件和/或内部元件施加到承载载体上。在这些情况下，承载载体能够具有管道、管子、平板、条带或者电线或其他合适产品形式的形状。在挤压后，通过例如热挤出和/或焊接、拉拔和锻造将进一步加工形成的复合物。
制造合成材料的其他方法是：在载重元件上电涂覆铜和铝，以及随后可能进行退火，以便通过例如汽化、压紧粘固、喷射、化学蒸气沉积(CVD)或者其他方法使涂层或者铜和铝的气相沉积物均匀化。通过浸在熔液里或者堆焊，也可以使铝和铜沉积在承载载体上。为了制造所有的上述产品形式，可能使用这些方法。能够使用不同的涂覆方法，以便给该合金提供铜和铝。在这些情况下，需要最后的热处理来使该合金均质化，达到保持其腐蚀性能的目的。
使用在管道里面和/或外面的本发明的合金，能够将根据上面描述制造的合成条带或者合成板与纵向焊接或螺旋焊接的复合管道焊接在一起。
在上面描述的产品形式中合适的承载工具是这样的高温合金，这些合金今天应用在实际的温度范围内。这涉及到用于温度低于700℃的具有例如铬、钼、钒、铌、钨、碳和/或氮添加剂的马氏体或贝氏体或铁素体铁合金，以获得高温下的机械强度。在大约500℃以上的温度下，通常使用奥氏体的铁-铬-镍合金，通过和例如钼、钒、铌、钨、碳和/或氮制成合金，其可能机械强化为承载载体。在这些组合金中使用铬，有时还有铝和/或硅，以便为该承载载体提供改善的防腐物。在本发明的合金沉积在该承载载体的两个表面上的这些情况下，根据本发明的合金将提供需要的防腐物。通过这种方法，在其他场合使用的合金最高温度受到防腐物的限制，该防腐物能够用作比其他情况温度较高时的承载载体。在本发明的合金仅仅沉积在承载载体的一个表面的情况下，在其自由表面暴露的环境中承载载体自身具有足够的防腐物是必须的。
例子3
图2说明对于给定的8％铝含量来讲用热石灰钙(Thermocalc)来计算的Cu-Ni-Al相态图的一部分。曲线图1表示固相/液相温度，曲线图2表示用于NiAl相态稳定性的区域，曲线图3表示用于铜和镍的立方紧密堆积固态溶液的稳定性的区域，它也能包含例如较小含量的铝。曲线图4表示在被称作β的纯Cu-Al体系中该相态的稳定性的区域。
图2表示在固相和液相温度下在92wt.％(Cu+Ni)和8wt.％Al的合金中不同含量的铜和镍的效果。该图说明：通过将镍的含量增加到20wt.％之上，能够把其熔点提高到超过1000℃。通过能够计算的这种方法，根据本发明的该合金使用的最高温度为1200℃。
图3表示有关碳在合金中的溶解度的合金中镍含量的效果。该曲线图说明：对于含量超过大约10wt.％的镍来说，随着镍含量的增加，碳的溶解度提高很大。合金的碳化率将得到较高的扩展，这取决于合金中碳的溶解度，并且随着碳的溶解度提高，金属除尘和焦化显像有望提高。因此，在合金中碳的溶解度需要尽可能的低，结果是镍含量应该低于10wt.％，以便获得最佳的抵抗碳化、焦化和金属除尘效果，优选其低于1wt.％。需要这样低水平的镍含量以获得最佳性能的原因是，除了镍能够影响碳的溶解度也能催化焦化之外，其没有有利的方面。
表3
| 例子 | Niwt.％ | Alwt.％ | Cuwt.％ | 固相温度℃ | 在750℃时碳的溶解度g碳/g合金 |
| 0 | 4 | 96 | 1070 | 2，50E-13 | |
| 2 | 4 | 92 | 1080 | 3，30E-13 | |
| 5 | 4 | 91 | 1090 | 3，50E-13 | |
| 10 | 4 | 86 | 1100 | 6，60E-13 | |
| 20 | 4 | 76 | 1130 | 5，00E-12 | |
| 30 | 4 | 66 | 1160 | 7，00E-11 | |
| 40 | 4 | 56 | 1190 | 1，20E-09 | |
| 50 | 4 | 46 | 1230 | 1，90E-08 | |
| 0 | 8 | 92 | 1040 | 9，65E-13 | |
| 2 | 8 | 90 | 1030 | 8，22E-13 | |
| 5 | 8 | 87 | 1040 | 5，40E-13 | |
| 10 | 8 | 82 | 1070 | 3，00E-13 | |
| 20 | 8 | 72 | 1100 | 8，00E-13 | |
| 30 | 8 | 62 | 1130 | 7，00E-12 | |
| 40 | 8 | 52 | 1150 | 1，00E-10 | |
| 50 | 8 | 42 | 1180 | 2，40E-09 | |
| 比较例 | 60 | 4 | 36 | 1270 | 1，90E-07 |
| 比较例 | 60 | 8 | 32 | 1200 | 7，00E-08 |
Claims (11)
1.一种铜基合金，其特征在于，所述的合金能够抵抗碳化、金属除尘和焦化并且抵抗氧化，其具有下述的成分(所有含量为重量百分比，wt.％)：
A1 >0-15
S ≥0-6
M ≥0-6
钇、铪、锆、镧、铈这样的稀土元素(REM)组中的一种或者多种元素，每一种含量达到1.0wt.％，
Cu衡量
以及通常出现形成合金的添加剂和杂质。
2.根据权利要求1所述的铜基合金，其特征在于，所述的合金包括达到15wt.％的Al，优选达到13wt.％的Al，更加优选达到8wt.％的Al，但是至少2wt.％的Al，以及衡量的Cu，并且通常出现形成合金的添加剂和杂质。
3.根据权利要求1或2所述的铜基合金，其特征在于，所述的合金包括达到6wt.％的Si，优选达到5wt.％的Si，以及衡量的Cu，并且通常出现形成合金的添加剂和杂质。
4.根据前述任一权利要求中所述的铜基合金，其特征在于，所述的合金包括达到6wt.％的Mg，优选达到4wt.％的Mg，以及衡量的Cu，并且通常出现形成合金的添加剂和杂质。
5.根据任一前述权利要求中所述的铜基合金，其特征在于，所述的合金包括钇、铪、锆、镧、铈的稀土元素(REM)组中的一种或者多种元素，每一种含量达到0.3wt.％。
6.根据任一前述权利要求中所述的铜基合金，其特征在于，所述的合金在含有一氧化碳的气氛中和/或含有碳氢化合物的气氛中抵抗氧化，或者在含有固体碳的处理过程中，例如固体含碳材料的气化、碳氢化合物的加热分解和催化重整，特别是在低硫和低硫、低水分条件下的催化重整的过程中，能够抵抗氧化。
7.前述任一权利要求中所述的铜基合金的用途，其用作具有管道、管子、板、条带和电线形状的建筑材料。
8.前述任一权利要求中所述的铜基合金的用途，在含有一氧化碳的气氛中和/或含有碳氢化合物的气氛中，或者在含有固体碳的处理过程中，例如固体含碳材料的气化、碳氢化合物的加热分解和催化重整，特别是在低硫和低硫、低水分条件下的催化重整，其用作形状为管道、管子、平板、条带和线状的复合材料中的一种组分。
9.根据前述任一权利要求中所述的铜基合金的用途，其用作复合材料中的一种组分。
10.根据权利要求6所述的铜基合金的用途，其中，所述铜基合金用作复合材料中的一种组分。
11.一种铜基合金的用途，该合金具有下述的成分(重量％)：
Al 达到20
Si ≥0-6
Mg ≥0-6
钇、铪、锆、镧、铈这样的稀土元素(REM)组中的一种或者多种元素，每一种含量达到1.0重量％，
铁、镍、钴元素中的一种或多种，其总量达到60重量％
Cu衡量
并且通常出现形成合金的添加剂和杂质，
该合金用在含有一氧化碳的气氛中、和/或含有碳氢化合物的气氛中抵抗氧化，或者在含有固体碳的处理过程中，例如固体含碳材料的气化，碳氢化合物的加热分解和催化重整，特别是在低硫和低硫、低水分条件下的催化重整。
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