CN1204279C - 耐强腐蚀介质廉价镍合金 - Google Patents

Abstract

本发明属于镍基合金类。本发明是一种耐强腐蚀介质廉价镍合金，以下含量均为重量百分比，基体为镍，含量为49-52%，并有22-26%的铬、15-19%的铁、1.0-5.0%的铌、≤0.02%的硫或磷、≤0.5%的硅、≤1.5%的锰、4.5-8.5%的钼、0.1-2.0%氮、0.05-3.0%的稀土、≤0.06%的碳。本发明产品，在强腐蚀环境中，年腐蚀率仅为0.2-1.5毫米，设备寿命为1-5年，而材料成本下降80%。

Description

耐强腐蚀介质廉价镍合金

技术领域：

本发明属于镍基合金类，主要用于石油、化工流程中耐强腐蚀介质环境中设备用材料。

背景技术：

在石油、化工生产中，由于生产工艺的需要，常常使用一些强腐蚀介质，如沸腾硝酸类、硫酸类，温度高达65℃硝酸氢氟酸的混合液、王水及各种温度的强碱水溶液等等。在这些环境中，对设备的材料提出了很高的耐腐蚀要求。目前，常用的材料为超低碳(≤0.02％)镍合金，高钼(15-32％)镍合金，这些材料耐腐蚀性能虽较佳，但由于超低含碳量和使用了大量的钼，使其生产工艺较为复杂，同时由于钼为每公斤200元左右，使材料的价格比较昂贵。

发明内容：

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种耐强腐蚀介质廉价镍合金。即提供一种镍基低钼耐强腐蚀合金，此合金含钼量大大降低，含碳稍高而生产工艺较为简单，价格更为低廉。

本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种耐强腐蚀介质廉价镍合金(以下含量均为重量百分比)，基体为镍，含量为49-52％，并有22-26％的铬、15-19％的铁、1.0-5.0％的铌、≤0.02％的硫或磷、≤0.5％的硅、≤1.5％的锰、4.5-8.5％的钼、0.1-2.0％氮、0.05-3.0％的稀土、≤0.06％的碳。

所述的耐强腐蚀介质廉价镍合金添加的稀土，可以是混合稀土，也可以是纯稀土金属铈或镧。

本发明所述的耐强腐蚀介质廉价镍合金的熔炼热处理工艺为：

(1)炼母合金，真空感应炉真空度为1-2Pa，精炼后充氩0.05MPa，加入稀土或氮，氮可以以氮铬合金或氮锰合金加入，也可以充压力为0.1-0.8MPa的高压氮气。

(2)母合金进行真空熔炼，真空度为1-2Pa，精炼后，充氩0.05MPa，根据化学分析补充合金元素。

(3)铸锭或产品进行均匀化处理，在1100-1150℃有保护气氛的炉内，保温6-10小时，后空冷。

(4)均匀化后进行固溶热处理，在1050-1100℃具有保护气氛的炉内，以有效厚度每毫米保温2分钟，然后在10％盐水、冰水或普通水中急冷至常温。

本发明的有益效果是：1.增加稀土，用以改善合金表面保护膜结构，增强与基体合金的结合力和保护性；2.附加氮以增加保护膜的化学稳定性和与钼联合抗氯离子腐蚀，以形成稀土、氮与大量的铬钼组成的保护膜；3.碳含量稍高(≤0.06％)；4.本发明在高强腐蚀环境中，年腐蚀仅为0.2-1.5毫米，设备寿命为1-5年，而材料成本下降80％。

具体实施方式：

本发明的合金成分配比有如下实施例(各成分所占比例为重量百分比)：

实施例1：

元素	C	Cr	Fe	Mo	Nb	/
							含量	≤0.05	22-26	15-19	4.5-8.5	1.0-5.0	/
元素	Si	Mn	S或P	Ce	N	Ni
							含量	≤0.5	≤1.5	≤0.02	0.05-3.0	0.1-2.0	余量

实施例2：

元素	C	Cr	Fe	Mo	Nb	/
							含量	≤0.06	20-26	15-19	4.5-8.5	1-5	/
元素	Si	Mn	S或P	N	Ce	Ni
							含量	≤0.5	≤1.5	≤0.02	0.1-2.0	0.05-3.0	余量

实施例3：

元素	C	Cr	Fe	Mo	Nb	Si
							含量	≤0.06	22-26	15-19	4.5-8.5	1-5	≤0.5

元素	Mn	S或P	N	Ce	Ni
							含量	≤1.5	≤0.02	0.2-2.0	0.05-3	余量

本发明添加的稀土，可以是混合稀土，也可以是纯稀土金属铈或镧。

本发明采用的熔炼方法为双重真空感应熔炼工艺，即第一次真空熔炼母合金，第二次对母合金进行真空重熔，以达到均匀的目的。其主要工艺方法如下：

1.熔炼母合金，真空感应炉真空度为1-2Pa，精炼后充氩0.05MPa，加入稀土或氮，氮可以以氮铬合金或氮锰合金加入，也可以充压力为0.1-0.8MPa的高压氮气。

2.对母合金进行真空重熔，真空度为1-2Pa，精炼后充氩0.05MPa，根据化学分析补充合金元素。

本发明的热处理工艺为：

1.对铸锭或产品进行均匀化处理，在1100-1150℃有保护气氛的炉内，保温6-10小时，后空冷。

2.均匀化后进行固溶热处理，在1050-1100℃具有保护气氛的炉内，以有效厚度每毫米保温2分钟，然后在10％盐水、冰水或普通水中急冷至常温。

Claims (3)

1.一种耐强腐蚀介质廉价镍合金，其特征是：以下含量均为重量百分比，基体为镍，含量为49-52％，并有22-26％的铬、15-19％的铁、1.0-5.0％的铌、≤0.02％的硫或磷、≤0.5％的硅、≤1.5％的锰、4.5-8.5％的钼、0.1-2.0％氮、0.05-3.0％的稀土、≤0.06％的碳。

2.如权利要求1所述的耐强腐蚀介质廉价镍合金，其特征是添加的稀土，可以是混合稀土，也可以是纯稀土金属铈或镧。

3.如权利要求1所述的耐强腐蚀介质廉价镍合金的熔炼热处理工艺，其特征是：

1)熔炼母合金，真空感应炉真空度为1-2Pa，精炼后充氩0.05MPa，加入稀土或氮，氮可以以氮铬合金或氮锰合金加入，也可以充压力为0.1-0.8Mpa的高压氮气。

2)对母合金进行真空熔炼，真空度为1-2Pa，精炼后，充氩0.05MPa，根据化学分析补充合金元素。

3)对铸锭或产品进行均匀化处理，在1100-1150℃有保护气氛的炉内，保温6-10小时，后空冷。

4)均匀化后进行固溶热处理，在1050-1100℃具有保护气氛的炉内，以有效厚度每毫米保温2分钟，然后在10％盐水、冰水或普通水中急冷至常温。