[发明专利]一种在含氧氢氟酸中具有耐腐蚀性的MonelK500A合金

说明书

本发明属于蒙乃尔合金Monel K500的改进领域，具体涉及一种在含氧氢氟酸中具有耐腐蚀性的Monel K500A合金。按重量百分比计，改进后的Monel K500A合金化学成分如下：Ni:64～66％，Fe:1～1.5％，Mn:0.5～1.0％，C:0.08～0.12％，Al:2.0～3.0％，Si:1.2～2.2％，Ti:0.6～0.7％，Cr:4～5％，Zr:0.5～0.7％，V:0.3～0.6％，且Zr+V≥1.0％，Cu余量。本发明通过在Monel K500合金中添加规定比例的铬、锆、钒元素，并通过添加硅元素明显改善新合金在含氧氢氟酸中的腐蚀性能，突破常规MonelK500合金不能在含氧氢氟酸中使用的限制。通过限定碳、钛元素提升新合金的探伤合格率，一次探伤合格率从70％提高到90％以上并保证了合金的高屈服强度。

技术领域

本发明属于蒙乃尔合金Monel K500的改进领域，具体涉及一种在含氧氢氟酸中具有耐腐蚀性的Monel K500A合金。

背景技术

蒙乃尔合金Monel K500具有更高的机械强度和硬度，还有较好的耐热腐蚀性能和长期组织稳定性。Monel K500合金的室温力学性能：棒材硬度一般在140～315HB，薄板、带材、管材一般≤85HRB，中厚板在260～337HB，各加工状态略有区别。Monel K500合金低温塑韧性良好，所以冷加工不会觉的有任何困难，但在热加工方面成型温度一般在871～1149℃，合金固溶退火温度为793～971℃，可以获得良好的综合性能。

按重量百分比计，Monel K500合金的化学成分：碳C:≤0.25％，镍Ni:63～67％，铝Al:2.0～4.0％，钛Ti:0.25～1.00％，铁Fe:≤2.0％，锰Mn:≤1.5％，硅Si:≤1.00％，硫S:≤0.01％，镁Mg:0.08～0.12％，铜Cu:余量。蒙乃尔合金Monel K500固溶态的力学性能：抗拉强度:70～90MPa，屈服强度(0.2％Offset):482～621ksi，延伸率:25～60％。一般需要做时效硬化热处理后提高力学性能才能使用。

高强蒙乃尔合金Monel K500兼有Ni和Cu的双重优点，在还原性介质中比Ni基合金耐蚀，在氧化性介质中比Ni和Cu更耐蚀。其从发明一百年来最大的应用优势是除铂、银外最好的耐氢氟酸腐蚀的金属材料。但是当氢氟酸中有氧存在时，其耐氢氟酸腐蚀性能急剧下降。随氧含量的增加腐蚀提升5～200倍，严重制约含氧生产环境下耐氢氟酸设备的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在含氧氢氟酸中具有耐腐蚀性的Monel K500A合金，通过在Monel K500合金中添加规定比例的铬锆钒元素，明显改善了新合金在含氧氢氟酸中的腐蚀性能。

本发明的技术方案如下：

一种在含氧氢氟酸中具有耐腐蚀性的Monel K500A合金，按重量百分比计，改进后的Monel K500A合金化学成分如下：

Ni:64～66％，Fe:1～1.5％，Mn:0.5～1.0％，C:0.08～0.12％，Al:2.0～3.0％，Si:1.2～2.2％，Ti:0.6～0.7％，Cr:4～5％，Zr:0.5～0.7％，V:0.3～0.6％，Cu余量。

所述的在含氧氢氟酸中具有耐腐蚀性的Monel K500A合金，优选的，Zr+V≥1.0％。

所述的在含氧氢氟酸中具有耐腐蚀性的Monel K500A合金，Monel K500A合金的制备方法如下：

(1)按照Monel K500A合金的化学成分准备原料进行配料；

(2)将配好的原料在真空中频感应炉中熔化并精炼，精炼真空度在10～1Pa，精炼温度1450～1550℃，精炼时间60～80分钟；取样化验成分并调整当化学成分合格后，调整浇注温度浇注电极，浇注温度1450～1470℃，浇注水口直径15～18mm，浇注真空度40～20Pa；