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IM体育:镍基高温G-30哈氏合金、氧化物和硫化物领域、特性及应用性能

2024-08-05 阅读次数:

  Hastelloy G-30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H2SO4、HNO3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。

  合金在 Na 2 SO 4 -NaCl 熔盐中腐蚀时, GH3625 合金腐蚀主要是三种形式: 一是 Cr 2 O 3 氧化膜发生碱性熔融而被破坏; 二是硫通过氧化膜进入合金基体, 进行硫化, 生成 Cr 2 S 3 , 进而氧化生成氧化物 Cr 2 O 3 , 加速合金的腐蚀; 三是 NaCl 盐与氧化物 Cr 2 O 3 反应生成挥发相挥发导致氧化膜被破坏, 使氧化膜的孔洞增加, 变得疏松, 而且熔盐中的 NaCl 增加了 氧化膜的生长应力, 降低附着力, 使氧化膜产生微裂纹。

  Hastelloy G-30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H2SO4、HNO3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。

  由于 S、 O 元素的非金属性不同, 而且 Ni、 Cr 的金属性也存在差异, 因此从热力学角 度分析生成物质应该有优先顺序。 反应的标准吉布斯自 由能数值越低IM体育:,生成物越稳定, 体系对环境做的最大有用 功越大, 体系就越稳定, 反应的趋势就越大, 从而给腐蚀产物的稳定性提供一定的参考。

  除非特殊要求,合金的锻件都经过固熔热处理。固熔热处理温度为1177℃加热,随后迅速空冷或水淬。IM体育热成形部件在最终的制造和安装前,都应进行固熔热处理。

  合金有很好的加工性能,最好采用冷加工成形。由于它良好的韧性,它很容易冷加工。该合金通常较奥氏体不锈钢硬,因此在冷加工时需要更多的能量。

  为了 简便, 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。 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, 并绘制出 一些氧化物和硫化物的△G0T -T 平衡图,借此可以从图中直接读出 任何给定温度下金属氧化反应或硫化反应的 值。 由 热力 学计算证明 S 和 Cl 会在高温环境下对GH3625 合金造成严重腐蚀, 但只 是从热力学角 度分析了 在高温熔融环境中合金被腐蚀的可能性IM体育:, 腐蚀的快慢需要反应动力学来具体分析。

  合金可用钨极惰性气体保护弧焊(GTAW),金属极气体保护电弧焊(GMAW)和焊条电弧焊等工艺焊接。它的焊接性能与Hastelloy G-3合金相似。我们不推荐使用埋弧焊,该方法的特点是对母材高热输入并缓慢冷却。

  母材准备:在焊接前,接表面和其邻近区域必须彻底清洁。所有的油、脂、粉笔记号、硫化物和其他物质等都必须去除干净。

  是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。 △G 0值越低, 则该金属的氧化物和硫化物越稳定, 因此可用 来判断金属氧化物和硫化物在标准状态下的稳定性。 当△G0m 小于 0 时,反应才能自 发进行, 因此可以看出 , NaCl 与 O 2 、 O 2 +H 2 O、 CrO 2 Cl 2 以及 Na 2 SO 4 的分解反应不会自 发发生; 在腐蚀过程中自 发发生反应主要是: Cr 和 SO 2 反应生成 Cr 2 S 3 和 Cr 2 O 3 , 硫化物 Cr 2 S 3 在O2存在的情况下继续反应生成 Cr 2 O 3 和 SO 2 ; 硫酸盐 Na 2 SO 4 与部分氧化物 Cr 2 O 3 生成铬酸盐 Na 2 CrO 4 。

  焊接填充材料选择在焊接时,许用成分匹配的填充金属材料。我们推荐用G-30焊丝(ERNiCrMo-11;UNS N06030)进行钨极惰性气体保护弧焊和金属极气体保护电弧焊,用合金的焊条(ENiCrMo-11;UNS W06030)进行焊条电弧焊。

  主要应用湿法H3PO4生产和加工及HNO3加HF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。

  金的腐蚀失重动力学曲线呈现出 近似抛物线的趋势, 抛物线 h, 合金质量损失速率从 0.028g/cm 2 增加到 0.044 g/cm 2 。

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