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IM体育:镍基高温哈氏合金C22氧化物和硫化物、加工工艺性能

2024-07-18 阅读次数:

  Hastelloy C22是全能的镍铬钼钨合金,比其他的现有的镍铬钼合金拥有更好的总体抗腐蚀性能,包括Hastelloy C276、C4合金以及625合金。

  Cr 2 O 3 和 NiO 的溶解, 使合金表面形成不了 连续的 Cr 2 O 3 和 NiO 保护性氧化膜, 而溶解的氧化物会在熔盐/空气界面重新析出 疏松多孔的氧化层, 但 MoO 3 因其蒸汽压会以氧化物形式蒸发。

  Hastelloy C22合金有很好的抗点蚀,缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂能力。它具有优异的抗氧化水介质能力,包括湿氯,硝酸或者含有氯化物离子的氧化性酸的混合酸。同时,Hastelloy C22合金也有理想的的抵抗过程中遭遇的还原性和氧化性环境的能力。依靠这种万能的性能,它能在一些令人头疼的环境中使用,或者在多种生产目的工厂中应用。Hastelloy C22合金对各种化工环境有着异常的抵御能力,包括强氧化性物质,比如氯化铁、氯化铜、氯、热污染溶液(有机的无机的),甲酸、乙酸、醋酸酐、海水和盐溶液等。Hastelloy C22合金在焊接热影响区有抵抗晶界沉淀形成的能力,这样使它在焊接状态下也能适应很多种化工过程的应用。

  当合金表面的氧化膜被溶解时, 在金属基体表面形成硫酸盐( Na 2 SO 4 ) 在有还原剂的环境中游离出 硫, 游离硫与金属材料反应形成硫化物IM体育:, 并且与合金基体金属形成低熔点共晶物, 从而加速腐蚀。

  由 于反应生成低熔点 Ni·NiS 共晶物( 645℃), 此外, 抗氧化和耐热腐蚀的主要因子是材料中含的络, 而形成的硫化物或络酸盐使其不能形成保护性的氧化膜,IM体育 这是诱发加剧腐蚀最重要的原因。

  Hastelloy C22合金适用于各种含有氧化和还原性介质的化学流程工业。较高的钼、铬含量使合金能够耐氯离子的侵蚀,钨元素也进一步提高了其耐腐蚀性。Hastelloy C22是仅有的几种能够耐潮湿氯气、次氯酸盐以及二氧化氯溶液腐蚀的材料之一,该合金对高浓度的氯化盐溶液具有显著的耐腐蚀性(如氯化铁和氯化铜)。

  用 FactSage 热力学软件通过△G 0 与温度 T 的关系可计算出△G0T , 即标准自 由能变化, 根据所得到的数据绘制出 一些氧化物和硫化物的△G0T -T 平衡图。 为了简便,IM体育 常用 标准摩尔自 由能变化△G0m 为判据, 近似判断金属的腐蚀倾向。

  镍基合金焊接熔池十分黏稠且熔深浅,增大焊接电流不能明显改善金属的流动性和增大熔深。

  与焊接碳钢、不锈钢通常形成的凹形焊道不同,镍基合金的焊道表面要求呈凸形,以防止出现结晶裂纹。第一层根部焊道可能会出现结晶开裂,可采取小电流多填丝的方法消除。

  部分金属氧化物和硫化物的标准吉布斯自 由 能和温度 关系 图, 从中可以看出,Cr 2 O 3 , Cr 2 S 3 和 NiO 较稳定。 这也是 Cr 元素对 Ni 基合金产生保护作用 的原理,即优先于 Ni元素氧化或者硫化以保护 Ni基体, 说明腐蚀过程中先进行的是氧化,再是硫化IM体育:。 由热力学计算证明熔盐分解出 的 SO 2 会在高温环境下对 GH3625 合金造成严重腐蚀。 其中 Cr 和 Ni 是最易被腐蚀的物质之一, 主要腐蚀产物为 Cr 2 O 3 ,Cr 2 S 3 , NiO, Ni 3 S 2 。

  手工钨极氩弧焊操作时,填充焊丝的卷入不应直接浸入熔池,应使填充焊丝位于钨极的前方边熔化边送进,焊丝端头要始终处于氩气保护之中。熄弧时要多填加些焊丝,使焊道厚度增大。

  由于镍基合金的特性及焊接电流的限制,焊接速度较慢,要求焊工有耐力和耐性。

  手工钨极氩弧焊焊接镍基合金时,不论打底焊还 是层间、盖面焊接,工件背面一定用氩气进 行保护,防止材料氧化。

  在高温熔融硫酸盐中热腐蚀的热腐蚀机理而画出的腐蚀机理图。 热腐蚀一般是先形成氧化层, 然后在碱性环境下氧化层发生碱性溶解而被破坏, 导致基体被 S 腐蚀。 在这过程中, γ 基体中的 Cr 元素会扩散到基体表面从而形成新的 Cr 2 O 3 氧化层, 然后在碱性环境下被溶解。 而随着反应的进行, 会有内 硫化-氧化的发生。

  Hastelloy C22合金在化工和石化领域得到了广泛的应用,如应用在接触含氯化物有机物的元件和催化系统中。这种材料尤其适合在高温、混有杂质的无机酸和有机酸(如甲酸和乙酸)、海水腐蚀环境中使用。

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