2023已更新(今日/资讯)Haynes 230-W高温腐蚀合金的分析与研究
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Haynes 230-W0(Haynes 230-W0、2.4733)是一种碳化物强化镍铬钨钼合金,具有极高的强度、稳定性和耐高温腐蚀性能,在高于1800°F(980℃)的温度下具有良好的抗氧化性,还具有良好的抗渗碳和氮化性能。铬能抗高温腐蚀。微添加稀土元素镧可进一步增强氧化作用。钨和钼与高碳结合在一起,是合金强度的主要原因。通过控制硼含量,优化了Haynes 230-W0合金的抗蠕变性能。高温强度和抗蠕变、应力断裂和腐蚀的结合,使该合金在1800℉(980℃)以上的温度下具有吸引力。
潜在的应用领域包括燃气轮机、石化加工、热处理以及矿石和金属精炼的设备和部件
Haynes 230-W合金是镍铁铬钼铜合金中铬含量大于30%的少数牌号之一,由于成分的复合作用,在硫酸、硝酸等溶液中有极强的耐蚀能力。此合金的良好耐敏化能力使之可在太金数化学加工中焊后直接应用,主要应用领域是湿法磷酸生产和加工的设备和部件,硝酸加氢氟酸酸洗设备和部件。上海隆进认为Haynes 230-W合金因铬量大于30%和碳量极低,并加入了足够量铌使合金有良好的热稳定性并随有良好的耐敏态晶间腐蚀能力。
合金元素性能一览表:
镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。
钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。
钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。
钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。
钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。在铁基中加入以铌为主的微合金元素组成的合金。铌属难熔金属,熔点为2467℃,在1093~1427℃温度范围内强度较高。同钨合金和钼合金相比,铌合金塑性好,加工和焊接性能优良,因而能制成薄板和外形复杂的零件,可用作航天和航空工业的热防护和结构材料。铌合金的工业生产,首先将粉末制成合金坯条,然后进行高温烧结法或熔铸法获得锭坯或铸件,但以熔铸法用得最多,熔铸法又以电子东熔炼和电弧炉熔炼为主。铌合金在低温下(-196℃)仍有较好的塑性。同钼和钨相比,铌的合金元素种类多,加入量高。铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
Haynes 230-W化学成分:
碳C:≤0.15
硅Si:≤0.75
锰Mn:≤1.0
磷P:≤0.03
硫 S:≤0.015
镍Ni:余
铬Cr:20-24
钼Mo:1.0~3.0
钨 W:13~15
铁Fe:≤3.0
钴 Co:≤5.0
铝 Al:≤0.5
Haynes 230-W加工及焊接:热加工性能良好,温度在900~1150,冷加工性能也良好,因合金塑韧性良好,上海隆进建议选择冷成型为宜,热处理温度在1177度,随后快速空冷。良好的焊接性能,常规焊接方法都可以,焊后不需要热处理。
Haynes 230-W对应牌号:国标牌号:NS3404,00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb,美标牌号:No6030,德标牌号:NICR30FEMO,Nicrofer4825hMo。
Haynes 230-W耐蚀性能:在耐磷酸中比G3、20合金,625合金性能要更加优越,相差2-10倍,在HIL酸中性能不是太好,在50度以下浓H2SO4中具有可用的耐腐蚀性能,在硝酸、混合酸中具有良好的耐腐蚀性能。
Haynes 230-W物理性能:密度8.22g/cm3,溶点:1350~1370 ℃,比热容:388~619J/kg.K,热导率:10.2~16.7 W(m.K)。
Haynes 230-W应用领域:上海隆进分析因此合金是高铬合金,因此在含F、CL和其他氧化性杂质的强酸腐蚀介质中具有良好的耐腐蚀性能,主要应用湿法磷酸生产和加工及硝酸加氢氟酸酸洗设备和部件。本合金有具有耐蚀又有良好的加工性能和高强度,所以也是酸性油气井一种可选择的结构钢。
高温合金分类:变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工,工作温度范围-253~1320℃,具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标,具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。
固溶强化型合金:使用温度范围为900~1300℃,最高抗氧化温度达1320℃。例如GH128合金,室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa;1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。
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