[发明专利]一种镍基耐腐蚀合金及其制备方法

说明书

本发明涉及镍基合金，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/mm²以上，屈服强度达到850 N/mm²以上，断裂伸长率达到40%以上。

技术领域

本发明涉及镍基合金，尤其涉及一种镍基耐腐蚀合金及其制备方法。

背景技术

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Hastelloy C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Hastelloy C-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Hastelloy C-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Hastelloy C-4合金，改善了合金的抗晶间腐蚀性能和热稳定性，但是，Hastelloy C-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。

发明内容

本发明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。

本发明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；