以鎳為基體，含鎳大于50%,具有一定的高溫強(qiáng)度等綜合性能并且能夠耐氧化或水容易介質(zhì)腐蝕的合金，稱(chēng)為鎳基耐蝕合金。與之對(duì)應(yīng)的，含鎳大于30%,且含鎳加鐵大于50%的耐蝕合金，習(xí)慣上稱(chēng)為鐵-鎳基耐蝕合金。

　　鎳基耐蝕合金028是一種含超低碳、高鉻以及添加適量鉬、銅的鐵-鎳-鉻基耐蝕合金。該合金是為在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中使用而開(kāi)發(fā)的，具有抗氯離子應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、抗點(diǎn)蝕、抗縫隙腐蝕和許多腐蝕性溶液的能力，還具有良好的耐硫酸、耐磷酸性，對(duì)各種酸液均有一定的耐蝕性。

　　028合金廣泛應(yīng)用于化工設(shè)備、輸油、輸氣管道、原油和天然氣的冷卻器、硫酸與磷酸的生產(chǎn)和處理設(shè)備、酸洗設(shè)備、熱交換器及氟化物的生產(chǎn)設(shè)備。近年來(lái)，028合金作為油井管材料在含硫的油氣井中被廣泛應(yīng)用并獲得好評(píng)。

　　管材在熱加工（包括鍛造和熱擠壓）過(guò)程中都要經(jīng)歷較長(zhǎng)的加熱保溫過(guò)程，通常在700~1000℃的溫度區(qū)間內(nèi)，028合金易形成析出相，在晶界和晶內(nèi)析出碳化物和σ相，使抗晶間腐蝕性能下降。通過(guò)選擇合理的熱加工和熱處理工藝獲得析出相較少的組織，進(jìn)而提高合金的使用性能，需要掌握平衡相的析出規(guī)律。高溫合金中主要合金元素含量的變化對(duì)其顯微組織、組織穩(wěn)定性及最終性能有很重要的影響。國(guó)內(nèi)外關(guān)于028合金的腐蝕性能的研究較多，但對(duì)其析出相的析出規(guī)律和合金元素含量對(duì)析出相的影響研究很少。

　　鑒于此，科研人員從熱力學(xué)計(jì)算的角度研究不同合金元素與平衡相的析出量與析出溫度的關(guān)系，從而為合金的成分設(shè)計(jì)、析出相的控制以及在后續(xù)的熱加工工藝和熱處理制度的制訂方面提供重要的理論依據(jù)。主要通過(guò)冶金和材料熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算軟件Thermo-Calc分析028合金中可能析出的平衡相及合金的化學(xué)成分對(duì)各相析出規(guī)律的影響，這對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。研究結(jié)果如下：

　　（1）028合金在鍛造、熱擠壓、冷軋以及長(zhǎng)期時(shí)效過(guò)程中存在不同程度的析出相，主要成分是σ相，σ相呈顆粒狀和針狀分布，它的存在將使合金的抗腐蝕性能顯著降低。因此，需要注意嚴(yán)格控制Cr和Mo元素含量，盡量減少和防止σ相的析出。

　　（2）M23C6的析出量和析出溫度分別隨C含量的增加而增多和升高，C含量應(yīng)控制在0.02%以?xún)?nèi)；Cr、Mo和Si的含量變化對(duì)合金中的碳化物M23C6含量影響較小，Cr、Mo和Si含量應(yīng)分別控制在26.5%~27.0%、3.0%~3.5%和0.4%以?xún)?nèi)。

　　（3）Cr和Mo是σ相的主要元素，Si元素能促進(jìn)σ相的形成，隨著Cr、Mo和Si含量的提高，σ相的析出量也不斷增多，并且其析出溫度也不斷上升。通過(guò)計(jì)算分析得到Cr、Mo和Si元素含量應(yīng)分別控制在26.5%、3.5%和0.3%以?xún)?nèi)。σ相的有害影響可以通過(guò)退火溫度為1160℃、退火時(shí)間為2h的熱處理來(lái)消除。

　　（4）在基體γ相固溶足量的Cr和Mo元素對(duì)耐蝕合金的抗腐蝕性能有重要影響。基體γ相中Cr含量隨初始Cr含量的增加而增加；而基體γ相中的Mo含量隨初始Cr含量的增加而降低。初始Cr和Mo含量應(yīng)分別控制在26.5%~27.5%和3.0%~4.0%之間。

責(zé)任編輯：趙澤南

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