鎳合金鋼管 鎳合金鋼管化學(xué)成分
冶金和制造技術(shù)的不斷進(jìn)步推動了鎳合金的發(fā)展，使得它們在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用范圍日漸擴大。鎳合金具有優(yōu)良的耐蝕性、強度、韌性、冶金穩(wěn)定性、可加工性及可焊接性的總合性能。許多鎳合金又具有卓越的耐熱性能，而成為要求耐化學(xué)腐蝕和高溫強度用途的理想選擇。這里介紹的可鍛軋鎳基合金（定義為含鎳45%以上的合金）包括了在化學(xué)工廠常用的可鍛軋耐蝕合金這些合金的化學(xué)成分和UNS牌號見表1。
表1 耐蝕鎳合金的名義化學(xué)成分，%
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合金 |
UNS牌號 |
Ni |
Cr |
Mo |
Fe |
W |
Cu |
其它 |
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200 |
N02200 |
99.6 |
|
|
|
|
|
|
|
400 |
N04400 |
66.5 |
|
|
1.0 |
|
31.5 |
1.0Mn |
|
600 |
N06600 |
75.0 |
15.5 |
|
8.0 |
|
|
|
|
625 |
N06625 |
62.0 |
21.5 |
9.0 |
2.5 |
|
|
3.8（Nb+Ta） |
|
690 |
N06690 |
61.0 |
29.0 |
|
9.0 |
|
|
|
|
825 |
N08825 |
42.0 |
21.5 |
3.0 |
29.5 |
|
2.3 |
1.0Ti |
|
G-3 |
N06985 |
44.0 |
22.0 |
7.0 |
19.5 |
1.5﹡ |
2.0﹡ |
2.1Nb |
|
G-30 |
N06030 |
43.0 |
29.8 |
5.0 |
15.0 |
2.8 |
1.7 |
1.0（Nb+Ta） |
|
C-276 |
N10276 |
57.0 |
15.5 |
16.0 |
5.5 |
3.8 |
|
|
|
C22 |
N06022 |
56.0 |
22.0 |
13.0 |
3.0 |
3.0 |
|
|
|
C-2000 |
N10200 |
59.0 |
23.0 |
16.0 |
1.5 |
|
1.6 |
|
|
686 |
N06686 |
60.0 |
21.0 |
16.0 |
5.0﹡ |
3.7 |
|
|
|
59 |
N06059 |
60.0 |
23.0 |
15.8 |
1.5﹡ |
|
|
|
|
B-2 |
N10665 |
69.0 |
1.0﹡ |
28.0 |
2.0﹡ |
|
|
|
|
B-3 |
N10675 |
68.5 |
1.5 |
28.5 |
1.5 |
3.0﹡ |
|
|
|
B-4 |
N10629 |
66.0 |
1.0 |
28.0 |
3.5 |
|
|
|
﹡ 為最大值
1.合金的性能
鎳合金比不銹鋼更貴。但是，使用初始成本而不是根據(jù)使用壽命周期進(jìn)行比較的話，會出現(xiàn)錯誤的想法。例如，Ni-Cr-Mo合金成本大致是18Cr-8Ni不銹鋼的5倍，是超級奧氏體不銹鋼成本的大約2倍。
由于鎳合金優(yōu)越的耐蝕性能，初始成本的增加常常能夠通過延長設(shè)備壽命，減少維修費用和極少的停機帶來的長期費用的節(jié)省而獲得補償。
鎳合金的物理性能與300系列奧氏體不銹鋼的物理性能十分相似。作為一類，鎳基合金的熱膨脹系數(shù)與碳鋼的熱膨脹系數(shù)大致相等，但是，顯著低于300系列不銹鋼的熱膨脹系數(shù)。
雖然純鎳的導(dǎo)熱性能超過了碳素鋼，但是，大多數(shù)的導(dǎo)熱性相當(dāng)?shù)停谀承┣闆r下，甚至低于奧氏體不銹鋼。
除純鎳以外，用于化學(xué)加工過程的鎳合金大大優(yōu)于300系列不銹鋼。鎳合金還有非常好的塑性和韌性（室溫力學(xué)性能列于表2）。用于化學(xué)工廠設(shè)備的大多數(shù)合金的最大許用應(yīng)力見ASME鍋爐和壓力容器標(biāo)準(zhǔn)的第Ⅷ部分。
表2 鎳合金室溫力學(xué)性能的最小值
|
合金 |
極限抗拉強度,ksi |
屈服強度,0.2% ksi |
延伸率,% |
|
200 |
55 |
15 |
40 |
|
400 |
70 |
28 |
35 |
|
600 |
80 |
35 |
30 |
|
625 |
110 |
55 |
30 |
|
690 |
85 |
35 |
30 |
|
825 |
85 |
35 |
30 |
|
G-3 |
90 |
35 |
45 |
|
G-30 |
85 |
35 |
30 |
|
C-276 |
100 |
41 |
40 |
|
C-22 |
100 |
45 |
45 |
|
C-2000 |
100 |
41 |
45 |
|
622 |
100 |
45 |
45 |
|
59 |
100 |
45 |
45 |
|
B-2 |
110 |
51 |
40 |
|
B-3 |
110 |
51 |
40 |
|
B-4 |
110 |
51 |
40 |
鎳合金具有全奧氏體顯微組織。化學(xué)工業(yè)使用的幾乎所有的鎳合金都是固溶強化狀態(tài)。添加有效硬化元素，如Mo和W，而不是碳化物形成元素，可以提高它們的強度。與奧氏體不銹鋼一樣，固溶的鎳合金不能通過熱處理強化，而只能通過冷加工使其強化。
另外一大類鎳基合金通過沉淀硬化熱處理可以使其強化。這類合金大多數(shù)是專供超高強度用途的合金，如在深層油氣生產(chǎn)中和超高壓工藝過程使用的合金。除了閥門和旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備中部分零件外，沉淀硬化鎳合金在化學(xué)工廠中的使用有限。這類合金中還包含有在燃?xì)鉁u輪、燃燒室以及宇航應(yīng)用中使用的耐熱超級合金。
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