鎳基高溫合金是一種高強(qiáng)度的鎳基高溫合金,在650 ~ 1000℃范圍內(nèi)具有良好的抗氧化性和耐氣體腐蝕性。Cr20Ni80合金的基礎(chǔ)上,為了滿足高溫?zé)釓?qiáng)度的要求(高溫強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度)和抗氧化和耐腐蝕氣體介質(zhì),大量的增強(qiáng)元素被添加到確保其的高溫性能。
合金化學(xué)成分作用分析:
1、鉻(Cr):在結(jié)構(gòu)鋼和鋼中,鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性,但降低塑性和韌性。鉻還能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性,是不銹鋼和耐熱鋼的重要合金元素。
2、鎳(Ni):鎳可以提高鋼的強(qiáng)度,同時(shí)保持良好的塑性和韌性。鎳具有良好的耐酸堿腐蝕性能,耐高溫防銹、耐熱。但由于鎳是一種稀有資源,應(yīng)采用其它合金元素代替鎳鉻鋼。
3、鉬(鉬):鉬可以細(xì)化鋼的晶粒,提高淬透性和熱強(qiáng)度性能,并在高溫下(處于高溫應(yīng)力下,變形稱為蠕變)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變性。 在結(jié)構(gòu)鋼中添加鉬可改善其機(jī)械性能。 它還可以抑制起火引起的合金鋼脆性。 可以改善工具鋼的紅色。
4. 鈦:鈦是一種強(qiáng)脫氧劑。可使鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密化,晶粒力細(xì)化。減少老化敏感性和冷脆性。提高焊接性能。在cr18ni9奧氏體不銹鋼中加入適量的鈦可以避免晶間腐蝕。
金屬抗腐蝕材料,相對(duì)非金屬耐腐蝕材料而言,金屬抗腐蝕材料主要有鐵基合金(耐腐蝕不銹鋼);鎳基合金(Ni-Cr合金,Ni-Cr-Mo合金,Ni-Cu合金等);活性金屬。
鎳基合金不僅在諸多工業(yè)腐蝕環(huán)境中具有獨(dú)特的抗腐蝕甚至抗高溫腐蝕性能,而且具有強(qiáng)度高、塑韌性好,可冶煉、鑄造、冷熱變形、加工成型和焊接等性能,被廣泛應(yīng)用于石化、能源、海洋、航空航天等領(lǐng)域 。
加入易鈍化合金元素,如Cr、Ni、Mo等,可提高基體金屬的耐蝕性。鋼中加入適量的Cr,即可制得鉻系不銹鋼。實(shí)驗(yàn)證明,在不銹鋼中,含Cr量一般應(yīng)大于13%時(shí)才能起抗蝕作用,Cr含量越高,其耐蝕性越好。這類不銹鋼在氧化介質(zhì)中有很好的抗蝕性,但在非氧化性介質(zhì)如衡硫酸和鹽酸中,耐蝕性較差。這是因?yàn)榉茄趸运岵灰资购辖鹕裳趸ぃ瑫r(shí)對(duì)氧化膜還有溶解作用。
加入能促使合金表面生成致密的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的合金元素,是制取耐蝕合金的又一途徑。例如,鋼能耐大氣腐蝕是由于其表面形成結(jié)構(gòu)致密的化合物羥基氧化鐵(FeOx·(OH)3-2x)的保護(hù)作用。鋼中加入Cu與P或P與Cr均可促進(jìn)這種保護(hù)膜的生成,由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大氣腐蝕的低合金鋼。