耐蝕鎳合金——選擇與應(yīng)用指南

　　冶金技術(shù)與制造技術(shù)的不斷進步推動了鎳合金的發(fā)展，促進了它們在化學(xué)工業(yè)的廣泛應(yīng)用。

　　鎳合金集優(yōu)異的耐蝕性、強度、韌性、冶金穩(wěn)定性、加工性及焊接性于一身。許多鎳合金還具有的耐熱性能，是要求高溫強度和高溫下耐化學(xué)腐蝕用途的理想選擇。

　　鎳合金

　　這里介紹的鍛軋鎳基合金(定義為含鎳45%以上的合金)包括了化工廠常用的各類鍛軋耐蝕合金。

　　合金的性能

　　鎳合金比不銹鋼昂貴。但是，根據(jù)初始成本而不是根據(jù)壽命周期成本進行經(jīng)濟性的比較可能會誤導(dǎo)人們。例如，Ni-Cr-Mo合金價格大約是18Cr-8Ni不銹鋼的5倍，是超級奧氏體不銹鋼的2倍。但由于鎳合金的耐腐蝕性能，初始成本的增加常常能夠通過設(shè)備壽命的延長，維修費用的降低和的停機所帶來的長期費用的節(jié)省而獲得補償。

　　鎳合金的物理性能與300系奧氏體不銹鋼的物理性能十分相似。鎳基合金與碳鋼的熱膨脹率大致相等，而明顯低于300系不銹鋼的熱膨脹率。

　　雖然純鎳的導(dǎo)熱率高于碳鋼，但是，大多數(shù)鎳合金的導(dǎo)熱率明顯比較低，在某些情況下甚至低于奧氏體不銹鋼的導(dǎo)熱率。

　　除純鎳外，化學(xué)加工業(yè)所用的鎳合金強度大大高于300系不銹鋼。鎳合金還具有非常好的延展性和韌性(見表2所列的室溫力學(xué)性能)。用于化工設(shè)備的大多數(shù)合金的許用應(yīng)力見ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范第Ⅷ卷。

　　鎳合金是全奧氏體顯微組織。化學(xué)工業(yè)使用的所有鎳合金幾乎都是固溶強化的。它們強度的提高來自于有效硬化元素如鉬和鎢的添加，而不是碳化物的形成。與奧氏體不銹鋼一樣，固溶鎳合金不能通過熱處理強化，而只能通過冷加工使其強化。

　　另一大類鎳基合金可通過沉淀硬化熱處理來強化。這類合金大多數(shù)專門用于超高強度用途，如深層油氣生產(chǎn)和超高壓工藝過程所使用的合金。

　　沉淀硬化鎳基合金除了用于閥門和旋轉(zhuǎn)機械部件外，在化工設(shè)備的應(yīng)用有限。這類合金中包括燃氣輪機、燃燒室以及航天用途所使用的耐熱超級合金。