合金625
NS3306/0Cr22Ni60Mo9Nb4
Nicrofer® 7216/7216 H
W.-Nr. 2.4856
UNS N06625
合金625 是一種對各種腐蝕介質都具有優良耐蝕性的低碳鎳鉻鉬鈮合金。由于碳含量低并經過穩定化熱處理,合金625 即使在650-900℃高溫保溫50小時以后仍然不會有敏化傾向。
合金625 供貨狀態為軟化退火態,其應用范圍包括濕腐蝕環境,并且獲得了應用于-196—450℃溫度壓力容器的TÜV 認證。另有性能略作調整的625合金適用于高溫應用領域。通過時效硬化可以提高合金625 的機械性能。
材料特性:
1、 對氧化和還原環境的各種腐蝕介質都具有非常出色的抗腐蝕能力;
2、 優秀的抗點腐蝕和縫隙腐蝕的能力,并且不會產生由于氯化物引起的應力腐蝕開裂;
3、 優秀的耐無機酸腐蝕能力,如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸以及硫酸和鹽酸的混合酸等;
4、 優秀的耐各種無機酸混合溶液腐蝕的能力;
5、 溫度達40℃時,在各種濃度的鹽酸溶液中均能表現出很好的耐蝕性能;
6、 良好的加工性和焊接性,無焊后開裂敏感性;
7、 具有壁溫在-196~450℃的壓力容器的制造認證;
8、 經美國腐蝕工程師協會NACE 標準認證(MR-01-75)符合酸性氣體環境使用
的最高標準等級VII。
表1 牌號及標準
材料
牌號 |
標準
系列 |
標準 |
化學
成分 |
管材 |
板材 |
棒材 |
帶材 |
焊絲 |
鍛件 |
無縫管 |
焊接管 |
美標
N06625 |
ASME (SB) |
|
444
829 |
704
705 |
443 |
446 |
443
|
AWS A5.14 |
564 |
AMS |
|
5581 |
5581 |
5599 |
5666 |
5599 |
5837 |
5666 |
國標
NS 3306 |
GB/T |
15007 |
/ |
/ |
2054
15009
15010 |
/ |
15012 |
/ |
26030 |
NB/T |
/ |
47019
47047 |
/ |
47046 |
/ |
/ |
/ |
47028 |
表2 化學成分
元素 |
C |
V |
Si |
Mn |
P |
S |
Ni |
Cr |
標準 |
≤0.1 |
≤0.1 |
≤0.5 |
≤0.5 |
≤0.012 |
≤0.015 |
≥58 |
20-23 |
元素 |
Mo |
Nb+Ta |
Fe |
Al |
Ti |
Mg |
Co |
Cu |
標準 |
8-10 |
3.15-4.15 |
≤5 |
≤0.4 |
≤0.4 |
|
≤1 |
≤0.1 |
表3 物理性能
密度 |
8.44 g/cm³ |
熔點 |
1290~1350℃ |
表4 室溫和高溫典型物理性能
溫度
(℃) |
比熱
(J/Kg·℃) |
熱傳導率
(W/mk) |
電阻率
(μΩcm) |
彈性模量
(kN/mm2) |
常溫至絕對溫度下的膨脹系數(10-6/K) |
20 |
415 |
9.8 |
128 |
209 |
|
93 |
|
|
|
|
|
100 |
435 |
11.2 |
130 |
202 |
12.8 |
200 |
460 |
12.8 |
132 |
195 |
13.1 |
204 |
|
|
|
|
|
300 |
480 |
14.4 |
133 |
190 |
13.4 |
316 |
|
|
|
|
|
400 |
505 |
16.3 |
135 |
185 |
13.7 |
427 |
|
|
|
|
|
500 |
525 |
17.3 |
136 |
178 |
14.1 |
538 |
|
|
|
|
|
600 |
550 |
19.3 |
136 |
170 |
14.6 |
649 |
|
|
|
|
|
700 |
575 |
21.0 |
136 |
162 |
15.2 |
760 |
|
|
|
|
|
800 |
600 |
22.6 |
136 |
153 |
15.8 |
871 |
|
|
|
|
|
900 |
625 |
24.6 |
135 |
142 |
16.4 |
982 |
|
|
|
|
|
1000 |
650 |
26.7 |
132 |
128 |
17.0 |
機械性能
以下是相應規格退火態的625合金和固溶處理態的625合金的性能,其他特殊規格材料的特殊性能取決于特定的應用場合。
表5 常溫下,600合金的各種退火狀態和尺寸范圍的機械性能的最小值
類型和尺寸 |
抗拉強度
(MPa) |
屈服強度0.2%,(MPa) |
延伸率(50mm)
(%) |
硬度 |
布氏 |
洛氏B |
棒材 |
級別1(退火的) |
|
|
|
… |
… |
≤102 |
≥816 |
≥408 |
≥30 |
… |
… |
>102~254 |
≥748 |
≥340 |
≥25 |
… |
… |
級別2,固溶退火的所有尺寸 |
≥680 |
≥27.2 |
≥30 |
… |
… |
板材 |
級別1(退火的) |
冷軋薄板和帶材 |
≥827 |
≥414 |
≥30 |
… |
… |
熱軋薄板和厚度≤70mm的熱軋板材 |
≥758 |
≥379 |
≥30 |
… |
… |
厚度≤9.5mm的冷軋板材 |
≥758 |
≥379 |
≥30 |
… |
… |
冷軋薄板和帶材,熱軋薄板,冷軋板材和熱軋板材,級別2,固溶 |
≥690 |
≥276 |
≥30 |
… |
… |
管材 |
級別1(退火的) |
≥827 |
≥414 |
≥30 |
… |
… |
級別2(固溶退火) |
≥690 |
≥276 |
≥30 |
… |
… |
圖1 合金625退火棒材的瞬時高溫性能
實際上,達到700℃時,退火態材料和固溶態材料在蠕變強度上已經沒有區別
了。對于在750℃的應用場合,推薦采用具有最小平均晶粒度的固溶處理態合金(晶粒度65μm/ASTM)
金相結構
合金625為面心立方晶格結構。當在約650℃保溫足夠長時間后,將析出碳顆粒和不穩定的四元相并將轉化為穩定的Ni3(Nb,Ti)斜方晶格相。固溶強化后鎳鉻矩陣中的鉬、鈮成分將提高材料的機械性能,但塑性會有所降低。
耐腐蝕性
- 在很多介質中都表現出極好的耐腐蝕性。
- 在氯化物介質中具有出色的抗點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕和侵蝕的性能。
- 具有很好的耐無機酸腐蝕性,如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸等,同時在氧化和
- 還原環境中也具有耐堿和有機酸腐蝕的性能。
- 有效的抗氯離子還原性應力腐蝕開裂。
- 在海水和工業氣體環境中幾乎不產生腐蝕,對海水和鹽溶液具有很高的耐腐
- 蝕性,在高溫時也一樣。
- 焊接過程中無敏感性。
- 在靜態或循環環境中都具有抗碳化和氧化性,并且耐含氯的氣體腐蝕。
應用范圍
- 軟化退火后的低碳合金廣泛的應用于化工流程工業,較好的耐腐蝕性和高強度使之能作為較薄的結構部件。
- 可以應用于接觸海水并承受高機械應力的場合。
- 典型應用領域:
- 含氯化物的有機化學流程工藝的部件,尤其是在使用酸性氯化物催化劑的場合
- 用于制造紙漿和造紙工業的蒸煮器和漂白池。
- 煙氣脫硫系統中的吸收塔、再加熱器、煙氣進口擋板、風扇(潮濕)、攪拌器、導流板以及煙道等。
- 用于制造應用于酸性氣體環境的設備和部件。乙酸和乙酐反應發生器硫酸冷凝器。
加工和熱處理
625合金可以通過傳統生產工藝制造和加工,適合于冷、熱加工和機加工,但由于具有高強度,冷、熱加工時需要大功率的加工設備。
加熱:
1. 在熱處理之前及熱處理過程中應始終保持工件清潔。
2. 在熱處理過程中不能接觸硫、磷、鉛及其它低熔點金屬,否則材料會脆化,應注意清除諸如標記漆、溫度指示漆、彩色蠟筆、潤滑油、燃料等污物。
3. 燃料中的含硫量越低越好,天然氣中的硫含量應少于0.1%,城市煤氣中硫含量應少于0.25g/cm3,重油中硫含量應少于0.5%。
4. 考慮到溫度控制和保持清潔的需要,可以在電加熱爐中加熱,或使用氣體較純的燃氣加熱爐。
5. 也可以在箱式爐或燃氣爐中加熱,但爐氣必須潔凈并以中性至微氧化性為宜,應避免爐氣在氧化性和還原性之間波動,加熱火焰不能直接燒向工件。
熱加工:
1. 的熱加工溫度范圍1150℃—900℃,冷卻方式為水淬或其他快速冷卻方式。
2. 為得到最佳性能和耐腐蝕性,熱加工后要進行退火處理。
3. 加熱時,材料可以直接送入已升溫最高工作溫度的爐子中,保溫足夠的時間后(每100mm 的厚度需要60 分鐘保溫時間)迅速出爐,在規定的溫度范圍的高溫段進行熱加工。當材料溫度降到低于熱加工溫度時,需重新加熱。
冷加工:
1. 冷加工材料應為退火態,的加工硬化率比奧氏體鉻鎳不銹鋼大,因此需要對加工設備進行挑選。
2. 冷加工時,需進行中間退火。
3. 當加工量大于15%時,熱加工后要進行退火處理。
熱處理:
625合金用于高溫高強度用途,系在1120℃進行固溶處理。用于耐濕態服飾用途多采用軟化退火處理。溫度為950~1050℃。為了防止焊后的晶間腐蝕傾向,可在900~1100℃進行穩定化處理。
625合金的大截面棒材可在1025~1052℃加熱,保溫2~4小時后快冷,此時可獲得充分再結晶。
去氧化皮及酸洗:
625合金的表面氧化物和焊縫周圍的焊渣的附著性比低合金不銹鋼更強,推薦使用細晶砂帶或細晶砂輪進行打磨。
在用HNO3/HF混合酸進行適當的時間和溫度酸洗前必須小心打磨或鹽浴預處理將氧化膜打碎。
機加工
625合金須在熱處理之后進行機加工,由于材料的加工硬化,因此宜采用比加工低應在熱處理之后進行機加工,由于材料的加工硬化,因此宜采用比加工低合金標準奧氏體不銹鋼低的切削速度和重進刀進行加工,才能車入已冷作硬化的表層下面。
焊接
625合金適合采用任何傳統焊接工藝焊接,如鎢電極惰性氣體保護焊、等離子弧焊、手工亞弧焊、金屬極惰性氣體保護焊、熔化極惰性氣體保護焊。待焊接的材料應為固溶處理態,去除氧化皮、油污和各種標記印痕。焊接操作應在規定的低熱量輸入下進行,層間溫度不超過150℃。焊接前后不再需要熱處理。