CN1315585A - 耐强腐蚀介质廉价镍合金 - Google Patents

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Abstract

本发明属于镍基合金类。本发明是一种耐强腐蚀镍合金,基体为镍,含量为49～52%,并由22～26%的铬,15～19%的铁,1.0～5.0%的铌,≤0.02%的硫或磷,≤0.5%的硅,≤1.5%的锰组成,其主要特点是含钼量为4.5～8.5%;含氮量为0.1～2.0%;含稀土量为0.05～3.0%,碳含量≤0.05%。本发明产品,在强腐蚀环境中,年腐蚀率仅为0.2～1.5毫米,设备寿命为1～5年,而材料成本下降80%。

Description

耐强腐蚀介质廉价镍合金
本发明属于镍基合金类，主要用于石油、化工流程中耐强腐蚀介质环境中设备用材料。
在石油、化工生产中，由于生产工艺的需要，常常使用一些强腐蚀介质，如沸腾硝酸类、硫酸类、温度高达65℃硝酸氢氟酸的混合液、王水及各种温度的强碱水溶液等等。在这些环境中，对设备的材料提出了很好的耐腐蚀要求。目前，常用的材料为超低碳(≤0.02％)镍合金，高钼(15～32％)镍合金，这些材料耐腐蚀性能虽较佳，但由于超低含碳量和使用了大量的钼，使其生产工艺较为复杂，同时由于钼为每公斤200元左右，使材料的价格也较昂贵。
本发明的目的，即提供一种镍基低钼耐强腐蚀合金，此合金含钼量大大降低，含碳稍高而生产工艺较为简单，价格更为低廉。
本发明目的的实现：1．增加稀土，用以改善合金表面保护膜结构，增强与基体合金的结合力和保护性；2．附加氮以增加保护膜的化学稳定性和与钼联合抗氯离子腐蚀，以形成稀土、氮与大量的铬镍组成的保护膜；3．碳含量稍高(≤0.05％)。
本发明是耐强腐蚀镍合金，以下含量均为重量百分比：基体为镍，含量为49～52％，并由22～26％的铬，15～19％的铁，1.0～5.0％的铌，≤0.02％的硫和磷，≤0.5％的硅，≤1.5％的锰组成，其特征是a．含钼量为4.5～8.5％；b．含氮量为0.1～2.0％；c．含稀土量为0.05～3.0％。d。碳含量≤0.05％
本发明的合金成分配比有如下实施例(各成分所占比例为重量百分比)：
实施例1：
元素     C     Cr     Fe     Mo     Nb
含量 ≤0.05  22～26  15～19  4.5～8.5  1～5
元素     Si     Mn  S或P     Ce  Ni
含量 ≤(0.5  ≤1.5  ≤0.02  0.05～3.0  余量
实施例2：
元素     C     Cr     Fe     Mo   Nb
含量 ≤0.06  20～26  15～19  4.5～8.5   1～5
元素     Si     Mn  S或P     N   Ni
含量 ≤0.5  ≤1.5  ≤0.02  0.1～2.0   余量
实施例3：
元素     C     Cr     Fe     Mo     Nb   Si
含量 ≤0.06  20～26  15～19  4.5～8.5  1～5 ≤0.5
元素 Mn  S或P   N     Ce   Ni
含量 ≤1.5  ≤0.02  0.2～2.0  0.05～3  余量
本发明添加的稀土，可以是混合稀土块，也可以是纯稀土金属铈或镧。
本发明采用的熔炼方法为双重真空感应熔炼工艺，即第一次真空熔炼母合金，第二次对母合金进行真空重熔，以达到均匀的目的。其主要工艺方法如下：
1．熔炼母合金，真空感应炉真空度为1～2Pa，精炼后充氩500巴，加入稀土或氮。氮可以以氮铬合金或氮锰合金加入，也可以充压力为0.1～0.8MPa的高压氮气。
2．对母合金进行真空重熔，真空度为1～2Pa，精炼后充氩500巴，根据化学分析补充合金元素。
本发明的热处理工艺为：
1．对铸锭或产品进行均匀化处理，在1100～1150℃有保护气氛的炉内，保温6～10小时，后空冷。
2．均匀化后进行固溶热处理，在1050～1100℃具有保护气氛的炉内，以有效厚度每毫米保温2分钟，然后在10％盐水、冰水或普通水中急冷至常温。
本发明产品，在高强腐蚀环境中，年腐蚀仅为0.2～1.5毫米，设备寿命为1～5年，而材料成本下降80％。

Claims (3)

1．一种耐强腐蚀镍合金(以下含量均为重量百分比)，基体为镍，含量为49～52％，并有22～26％的铬，15～19％的铁，1.0～5.0％的铌，≤0.02％的硫或磷，≤0.5％的硅，≤1.5％的锰组成，其特征是含钼量为4.5～8.5％；含氮量为0.1～2.0％；含稀土量为0.05～3.0％；碳含量≤0.05％。
2．如权利要求1所述的耐强腐蚀镍合金，其特征是添加的稀土，可以是混合稀土块，也可以是纯稀土金属铈或镧。
3．一种高强耐腐蚀镍合金的熔炼热处理工艺，其特征为：
1)熔炼母合金，真空感应炉真空度为1～2Pa，精炼后充氩500巴，加入稀土或氮，氮可以以氮铬合金或氮锰合金加入，也可以充压方为0.1～0.8MPa的高压氮气。
2)对母合金进行真空熔炼，真空度为1～2Pa，精炼后，充氩500巴，根据化学分析补充合金元素。
3)对铸锭或产品进行均匀化处理，在1100～150℃有保护气氛的炉内，保温6～10小时，后空冷。
4)均匀化后进行固溶热处理，在1050～1100℃具有保护气氛的炉内，以有效厚度每毫米保温2分钟，然后在10％盐水、冰水或普通水中急冷至常温。
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