热成形工艺参数对C-276合金耐蚀性的影响

        C-276 是一种含钨的镍铬钼合金，具有优异的耐蚀性。高的钼含量使该材料具有很高的局部腐蚀( 如点蚀) 抗力; 低碳、低硅的合金特点使其具有良好的耐晶间腐蚀性能［1］，而很低的碳含量能够减少焊接时的碳化物析出，保证了焊接接头热影响区的抗晶间腐蚀性能。C-276 合金是目前应用最广的耐蚀合金之一，被广泛应用于石油化工、核工业、烟气脱硫、能源环保等要求苛刻的腐蚀环境中。在大气污染控制方面，主要应用在烟囱衬里、烟道、挡板门、脱硫喷淋洗涤塔、处理后烟气的再热器、风机以及风机壳等方面; 在化工领域，用该合金制造的设备和部件包括热交换器、反应釜、蒸发器和输送管道( 泵、阀、管道) 等［2］。国内对 C-276 合金的研究主要集中在热成形性能、焊接工艺方面，而对其热成形工艺参数对耐蚀性影响的研究较少。因此，本研究主要探究热成形工艺参数对 C-276 合金耐蚀性的影响，以期为获得最佳耐蚀性能提供参考。

        该合金在不同热成形工艺下的析出相形貌及数量有所差别，但主体成分大致相同，对比表 3 中 C276 合金平衡析出相成分可知，试样中的析出相应为 u 相，结构为 ( Ni， Fe，Co) 3 ( W，Mo，Cr) 2，析 出 温 度 范 围 为 650 ～1 090 ℃，最敏感析出温度为 870 ℃，析出速度相当快，几分钟即可形成［4］。合金晶界及晶内存在的大量 u 相大大增加了材料 Mo、W 的贫化，使腐蚀性能降低。因此相同固溶处理情况下 870 ～1 200 ℃锻造试样比 870 ～ 1 200 ℃ 锻造 +900 ～ 1 100 ℃轧制试样腐蚀率要高很多，主要是由于 870 ～ 1 200 ℃ 锻造试样终成形温度比 870 ～1 200 ℃ 锻造 + 900 ～ 1 100 ℃ 轧制试样终成形温度低，870 ～ 1 200 ℃ 锻造成形条件下终锻温度 870 ℃ 正好处于最敏感析出温度，析出相更多，腐蚀性能更差; 2#腐蚀率比 3#试样的腐蚀率低，原因是 900 ℃ ×1 h 热处理相当于对试样进行了一次敏化处理，u 相析出数量反而增加，耐蚀性下降。由工艺二制备的试样的腐蚀率随热处理温度升高耐蚀性增强，主要是受热激活作用，温度越高析出相越易于溶解，数量越少。锻造 + 轧制试样经 1 150 ℃ × 6 h 热处理后按照 ASTM G28A 法进行腐蚀试验，试样 ( 8#) 年腐蚀率为 6. 347 mm/a。延长热处理时间，试样的年腐蚀率大幅度降低，其原因是随固溶处理时间延长析出相减少。工艺三 1 100 ～ 1 230 ℃锻造时避开了该相析出温度区间，析出相相对较少，锻后水冷，析出相析出时间短，析出相来不及析出已冷却，析出相数量少，随后进行 1 150 ℃ × 1 h 固溶处理后按照 ASTMG28A 法进行腐蚀试验，耐蚀性能优良。

       锻造 + 轧制试样与 1 100 ～ 1 230 ℃ 锻造试样在相同固溶处理工艺下年腐蚀率差别较大，对 6#和 9#试样进行晶粒度分析见图 1，由图 1 可知，两组试样的晶粒度差别不大，6#试样晶粒度为 3. 0 级，9#试样晶粒度为 2. 5 级，但 6# 试样的年腐蚀率高于 9#试样的年腐蚀率，可见该材料的晶粒度大小并非影响腐蚀性能的关键因素，材料的析出相数量、形态对材料的腐蚀性能影响较大，由图 1 可知 6#和 9#试样的 u 相形貌及数量有明显区别，轧制态 u 相数量多，沿轧制方向被拉长，呈带状分布，高温锻造态材料的 u 相数量较少，呈点状弥散分布。由于 u 相为富 Mo、W 相，将引起该合金 Mo、W 的贫化，降低了材料的耐腐蚀性能。