一种镍基耐腐蚀合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及镍基合金，尤其涉及一种镍基耐腐蚀合金及其制备方法，针对现有技术中Ni‑Cr‑Mo合金在强还原性介质和高氧化介质环境下的耐腐蚀性差的缺点，本发明专利技术提供一种镍基耐腐蚀合金，包括Cr、W、Mo、C、Mn、Si、V、Ti、Cu、Zr、Co、Fe、P、S、Ni，本法所制备的合金通过平衡Ni、Co、Mo三者的含量，添加适量的Cu、Zr、Mn、Si、V、Ti等其他合金元素，使得合金在酸性还原性介质和氧化性介质中具有较好的耐腐蚀性能和力学性能，其抗拉强度达到980N/mm

A nickel base corrosion resistant alloy and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种镍基耐腐蚀合金及其制备方法
本专利技术涉及镍基合金，尤其涉及一种镍基耐腐蚀合金及其制备方法。
技术介绍
镍基合金不仅作为高温合金在诸多行业得到了广泛的应用，而且作为耐腐蚀合金在航空航天、核工程、能源动力、交通运输、油气开发、石油化工、海洋工程、冶金领域等也起到了至关重要的作用。随着服役环境的日益复杂、苛刻，特别是工程设计标准的不断提高，对材料腐蚀性能和力学性能的要求也越来越高。Ni-Cr-Mo合金是典型的商业化的HastelloyC系列合金，其铬(Cr)含量为15％，但是其焊后易出现晶间腐蚀的问题，为了解决这一问题，在其合金成分的基础上，适当的降低C、Si合成了HastelloyC-276合金，但是其在650～1000℃长期时效后，会在晶界析出碳化物和产生的Co2Mo6型金属间化合物(μ相)，使其抗晶间腐蚀性能下降，热稳定性较差，力学性能下降。后来人们对HastelloyC-276合金又进行了改进，在其合金成分的基础上，将W的含量降至零，C含量降至0.015％以下，同时减少Fe添加Ti，即成为HastelloyC-4合金，改善了合金的抗晶间腐蚀性能和热稳定性，但是，HastelloyC-4合金在强还原性介质和高氧化介质环境下的耐腐蚀性表现不佳。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术中Ni-Cr-Mo合金在强还原性介质和高氧化介质环境下的耐腐蚀性差的缺点，提供一种耐腐蚀性能和力学性能优异的镍基耐腐蚀合金。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种镍基耐腐蚀合金，包括Cr、W、Mo、C、Mn、Si、V、Ti、Cu、Zr、Co、Fe、P、S、Ni，其特征在于：其重量百分比分别为：Cr(18-20％)、W(3-5％)、Mo(10-12％)、C(0.01％)、Mn(0.3％)、Si(0.3-0.5％)、V(0.5-1％)、Ti(0.05-0.35％)、Cu(0.8-3.2％)、Zr(0.02-0.05％)、Co(0.5-1％)、Fe(1.5％)，P≤0.02％、S≤0.03％，余量为Ni；优选地，所述Cr、Mo、W三者的重量关系符合公式：APF＝[4Cr/(2Mo+W)]＝2.8～3.2；优选地，所述APF＝[4Cr/(2Mo+W)]＝3.0；优选地，所述Cu的重量百分比为3.0％；优选地，所述Zr的质量百分比为0.03％；优选地，所述Co的质量百分比为0.5％；所述的镍基耐腐蚀合金的制备方法为：(1)按合金化学成分称取各合金元素的原料；(2)将合金元素原料放入真空感应炉坩埚中，合上炉盖开始抽真空，待炉内真空度小于10Pa后开始送电化料；(3)合金原料全部融化后提温精炼；(4)停电降温至合金液表面结膜后，停止抽真空并充入高纯氩气；(5)送电冲膜；(6)向合金液中加入脱硫剂，然后抽真空，在真空条件下保温以对合金液体脱硫，最后浇注成型，得到镍基合金；步骤(3)中：精炼温度为1500-1600℃，精炼时间为18-23min；步骤(4)中：充入高纯氩气至炉内真空度为0.05-0.07MPa；步骤(6)中：浇注的温度为1400-1500℃。本专利技术的有益效果是：(1)本法所制备的合金，通过平衡Ni、Co、Mo三者的含量，添加适量的Cu、Zr、Mn、Si、V、Ti等其他合金元素，使得合金在酸性还原性介质和氧化性介质中具有较好的耐腐蚀性能。(2)本法所制备的合金不仅具有良好的耐腐蚀性能还具有良好的力学强度，其抗拉强度达到980N/mm2以上，屈服强度达到850N/mm2以上，断裂伸长率达到40％以上。具体实施方式现在结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1(1)按合金化学成分称取各合金元素的原料，Cr(18％)、W(3％)、Mo(10％)、C(0.01％)、Mn(0.3％)、Si(0.3％)、V(0.5％)、Ti(0.05％)、Cu(0.8％)、Zr(0.02％)、Co(1％)、Fe(1.5％)，P＝0.02％、S＝0.03％，余量为Ni；(2)将合金元素原料放入真空感应炉坩埚中，合上炉盖开始抽真空，待炉内真空度小于10Pa后开始送电化料；(3)合金原料全部融化后提温精炼；(4)停电降温至合金液表面结膜后，停止抽真空并充入高纯氩气；(5)送电冲膜；(6)向合金液中加入脱硫剂，然后抽真空，在真空条件下保温以对合金液体脱硫，最后浇注成型，得到镍基合金；步骤(3)中：精炼温度为1600℃，精炼时间为18min；步骤(4)中：充入高纯氩气至炉内真空度为0.05MPa；步骤(6)中：浇注的温度为1500℃。实施例2其余同实施例1，不同之处在于：合金元素的原料中Cr(18％)、W(4％)、Mo(10％)、Si(0.4％)、V(0.5％)、Ti(0.1％)、Cu(1.2％)、Zr(0.03％)、Co(0.5％)；合金制备方法中：步骤(1)中精炼温度为1600℃，精炼时间为20min；步骤(4)中充入高纯氩气至炉内真空度为0.06MPa；步骤(6)中浇注的温度为1500℃。实施例3其余同实施例1，不同之处在于：合金元素的原料中Cr(18％)、W(5％)、Mo(10％)，Si(0.5％)、V(0.5％)、Ti(0.2％)、Cu(1.6％)、Zr(0.04％)、Co(0.6％)；合金制备方法中：步骤(3)中：精炼温度为1500℃，精炼时间为23min；步骤(4)中：充入高纯氩气至炉内真空度为0.07MPa；步骤(6)中：浇注的温度为1500℃。实施例4其余同实施例1，不同之处在于：合金元素的原料中Cr(18％)、W(3％)、Mo(11％)、Si(0.3％)、V(0.5％)、Ti(0.3％)、Cu(2％)、Zr(0.05％)、Co(0.8％)；合金制备方法中：步骤(3)中：精炼温度为1500℃，精炼时间为20min；步骤(4)中：充入高纯氩气至炉内真空度为0.06MPa；步骤(6)中：浇注的温度为1400℃。实施例5其余同实施例1，不同之处在于：合金元素的原料中Cr(19％)、W(4％)、Mo(10％)、Si(0.5％)、V(1％)、Ti(0.25％)、Cu(2.4％)、Zr(0.02％)、Co(0.5％)；合金制备方法中：步骤(3)中：精炼温度为1500℃，精炼时间为20min；步骤(4)中：充入高纯氩气至炉内真空度为0.06MPa；步骤(6)中：浇注的温度为1400℃。实施例6其余同实施例1，不同之处在于：合金元素的原料中Cr(19％)、W(5％)、Mo(10％)、Si(0.4％)、V(0.5％)、Ti(0.35％)、Cu(3％)、Zr(0.02％)、Co(0.5％)；合金制备方法中：步骤(3)中：精炼温度为1500℃，精炼时间为18min；步骤(4)中：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍基耐腐蚀合金，包括Cr、W、Mo、C、Mn、Si、V、Ti、Cu、Zr、Co、Fe、P、S、Ni，其特征在于：其重量百分比分别为：Cr（20-23%）、W（3-5%）、Mo（10-12%）、C（0.01%）、Mn（0.3%）、Si（0.3-0.5%）、V（0.5-1%）、Ti（0.05-0.35%）、Cu（0.8-3.2%）、Zr（0.02-0.05%）、Co（0.5-1%）、Fe（1.5%），P≤0.02%、S≤0.03%，余量为Ni。/n

【技术特征摘要】
1.一种镍基耐腐蚀合金，包括Cr、W、Mo、C、Mn、Si、V、Ti、Cu、Zr、Co、Fe、P、S、Ni，其特征在于：其重量百分比分别为：Cr（20-23%）、W（3-5%）、Mo（10-12%）、C（0.01%）、Mn（0.3%）、Si（0.3-0.5%）、V（0.5-1%）、Ti（0.05-0.35%）、Cu（0.8-3.2%）、Zr（0.02-0.05%）、Co（0.5-1%）、Fe（1.5%），P≤0.02%、S≤0.03%，余量为Ni。


2.如权利要求1所述的镍基耐腐蚀合金，其特征在于：所述Cr、Mo、W三者的重量关系符合公式：APF=[4Cr/（2Mo+W）]=2.8~3.2。


3.如权利要求2所述的镍基耐腐蚀合金，其特征在于：所述APF=[4Cr/（2Mo+W）]=3.0。


4.如权利要求1-3任意一项所述的镍基耐腐蚀合金，其特征在于：所述Cu的重量百分比为3.0%。


5.如权利要求4所述的镍基耐腐蚀合金，其特征在于：所述Zr的质量百分比为0.03%。


6.如权利要求5所述的镍基耐腐蚀合金，其特征在于：所述Zr的...

【专利技术属性】
技术研发人员：储长青，储江浩，
申请(专利权)人：丹阳润泽新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32