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ATI C-276镍基合金圆钢与镍管百科解析

发布:sonhooalloy 浏览:49552次

ATI C-276镍基合金圆钢与镍管百科解析

简介
ATI C-276(通常称为哈氏合金C-276)是镍基合金中的“耐蚀王中王”,由美国ATI公司生产。其卓越的抗全面腐蚀、局部腐蚀(如点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂)能力,尤其在严酷的氧化与还原性混合酸介质中表现突出,使其成为化工、环保、能源等苛刻工况下圆钢(棒材)和镍管的顶级材料选择。


核心生产成分 (关键元素作用解析)

  • 镍 (Ni) - 基体 (>52%):提供优异的抗还原性介质腐蚀能力和良好的塑性基础。

  • 铬 (Cr) - 护卫盾牌 (14.5 - 16.5%):赋予合金抵抗氧化性介质(如硝酸、含Fe³⁺/Cu²⁺溶液)腐蚀的关键能力,并提升高温抗氧化性。

  • 钼 (Mo) - 耐蚀核心 (15 - 17%):大幅增强抗还原性介质(如硫酸、盐酸)腐蚀能力,是抵抗点蚀和缝隙腐蚀的最关键元素,含量高是其王牌特性。

  • 钨 (W) - 增效剂 (3 - 4.5%):进一步协同钼提升抗还原性介质腐蚀和点蚀能力,增强固溶强化效果。

  • 铁 (Fe) - 平衡元素 (4 - 7%):调节合金成本与加工性,需控制在合理范围避免不利影响。

  • 钴 (Co) - 稳定元素 (≤2.5%):通常作为残余元素存在,有助于高温稳定性。

  • 碳 (C) - 严控杂质 (≤0.01%):极低含量是防止焊接和服役过程中有害碳化物析出、保证耐蚀性的关键。

  • 钒 (V) - 严控杂质 (≤0.35%):残余元素,需控制。

  • 硅 (Si) - 严控杂质 (≤0.08%):残余元素,过量可能影响热加工性和耐蚀性。

  • 锰 (Mn) - 严控杂质 (≤1.0%):脱氧剂残余。

  • 磷 (P) - 严控杂质 (≤0.025%):极低含量防止晶界偏析,保证耐蚀性。

  • 硫 (S) - 严控杂质 (≤0.01%):极低含量防止热脆性,改善热加工性能。


卓越性能详解

  1. 超强耐腐蚀性 - 核心价值

  2. 全面腐蚀:在宽广浓度和温度的硫酸、盐酸、磷酸、有机酸中表现优异;耐湿氯气、次氯酸盐、二氧化氯溶液。

  3. 局部腐蚀:极高的抗点蚀指数 (PREN ≈ 65-75),在含氯化物环境中具有卓越的抗点蚀、抗缝隙腐蚀能力;优异的抗应力腐蚀开裂性能。

  4. 混合环境:特别擅长处理氧化性盐(如FeCl₃, CuCl₂)与还原性酸(如H₂SO₄, HCl)共存的复杂工况,这是许多其他材料无法胜任的。

  5. 焊接影响:低碳设计使其在焊态下仍保持优异耐蚀性,焊缝热影响区不易析出有害相。

  6. 优良的力学性能

  7. 强度与韧性:具有较高的室温及中高温强度(典型室温抗拉强度≥690 MPa,屈服强度≥283 MPa),同时保持良好的塑性和冲击韧性,满足承压部件要求。

  8. 加工硬化:具有中等加工硬化率,冷加工时需注意。

  9. 良好的物理与工艺性能

  10. 热稳定性:在约650°C以下长期使用能保持稳定的微观组织,避免有害相析出导致性能劣化。

  11. 热加工性:可进行锻造、轧制、挤压等热加工,但需严格控制温度范围(约1170-1240°C)和工艺,避免过热或过低温度导致开裂或析出。

  12. 冷加工性:可进行冷拔、冷轧等,但因强度高、加工硬化快,需要较大设备和中间退火。

  13. 焊接性:焊接性能良好,可采用GTAW、GMAW、SMAW等方法,推荐使用匹配焊材(如ERNiCrMo-4)。需注意控制热输入和层间温度。

  14. 成型性:良好的冷热成型能力,适用于制造复杂形状的管件和容器。


典型应用领域 (基于圆钢与镍管形态)

  • 化工过程设备:反应器、换热器、塔器、搅拌器轴、泵阀部件(由圆钢加工)、管道系统(镍管)。

  • 烟气脱硫系统:吸收塔喷嘴、搅拌器、除雾器组件、浆液管道(镍管)。

  • 制药与精细化工:关键反应容器、高纯物料输送管道(镍管)、搅拌轴(圆钢)。

  • 纸浆与漂白工业:苛刻的漂白工段设备与管道(镍管)。

  • 废物处理与湿法冶金:处理强酸、强氧化性废液的容器、管道(镍管)、电极棒(圆钢)。

  • 海洋与油气:海水冷却器、高含硫/氯油气环境下的关键部件。


采购关键信息点

  • 标准规范:常见标准包括 ASTM B574 (镍管), ASTM B575 (镍板/带/法兰), ASTM B622 (无缝镍管), ASTM B335 (圆钢/棒材)。ASME SB-574/SB-575/SB-622/SB-335 等同。需明确指定标准及等级。

  • 形态与尺寸:圆钢需明确直径、长度、公差(如热轧、锻制、冷拉光圆);镍管需明确外径、壁厚、长度、制造方式(无缝、焊接)、公差。

  • 状态:常见状态如固溶退火态 (Annealed)。特殊要求如冷加工态需明确。

  • 表面质量:如车光、磨光、酸洗/钝化处理要求。

  • 材料认证:必须要求供应商提供符合材料标准的第三方检测报告(材质单 - MTC/MTR),包含实际化学成分、力学性能、热处理状态、无损检测结果(如适用)等。

  • 生产商认证:ATI 为原厂品牌,确保材料来源可靠至关重要。注意区分原厂料和再加工料。


总结

ATI C-276镍基合金凭借其独特的 镍-铬-钼-钨 高合金化成分体系,实现了近乎无与伦比的抗复杂苛刻环境腐蚀能力,特别是在含氯化物、氧化/还原混合酸介质中。其良好的力学性能、焊接性能和热稳定性,使其成为制造高端化工、环保、能源等领域关键设备和管道的基石材料。采购时务必关注成分符合性(尤其是C、Si、P、S等杂质元素)、材料标准、状态、表面质量以及权威的材料认证,以确保材料满足极端工况下的长期服役要求。

上海商虎高温合金(Superalloys)是指能在600°C以上高温及复杂应力环境下长期工作的金属材料,广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。其牌号体系多样,主要分为国际通用牌号(欧美体系) 和 中国国家标准牌号(GB体系) 两大类:

一、 主要分类及代表性牌号

镍基高温合金(应用最广泛)

常见国际牌号:

Inconel 系列: Inconel 600, Inconel 625, Inconel 718 (应用最广的航空发动机材料之一), Inconel X-750, Inconel 617, Inconel 738, Inconel 939, Inconel 740H

Hastelloy 系列: Hastelloy X, Hastelloy C-276, Hastelloy B-3 (更侧重耐腐蚀,但也具高温性能)

Waspaloy (典型涡轮盘/叶片材料)

Rene 系列: Rene 41, Rene 80, Rene 88DT, Rene N5 (先进单晶/粉末合金)

Udimet 系列: Udimet 500, Udimet 520, Udimet 720

Nimonic 系列: Nimonic 75, Nimonic 80A, Nimonic 90, Nimonic 105, Nimonic 115, Nimonic 263

Alloy 系列: Alloy 800H/HT, Alloy 825, Alloy 230

Haynes 系列: Haynes 230, Haynes 282, Haynes 214

Mar-M 系列: Mar-M 247 (铸造叶片), Mar-M 200, Mar-M 002

CMSX 系列: CMSX-4, CMSX-10 (单晶合金)

其他: IN-100, IN-713C, IN-738LC, IN-939, Nimonic PE16, RR1000, ME3, TMS 系列 (日本)

中国牌号 (GH系列):

变形合金: GH4169 (对应Inconel 718), GH3030, GH3039, GH3044, GH3128, GH3625 (对应Inconel 625), GH4099, GH4133, GH4141, GH4163, GH4738 (对应Waspaloy), GH5188 (对应Haynes 188,实为钴基), GH5605 (对应L605,实为钴基)

铸造合金: K403, K405, K406, K417, K417G, K418, K419, K423, K424, K438, K640 (司太立合金,钴基)

粉末合金: FGH4095, FGH4096, FGH4097, FGH4098, FGH4102

单晶合金: DD3, DD4, DD6, DD8, DD9, DD10, DD32, DD33, DD407

铁镍基高温合金(以铁、镍为主要基体)

常见国际牌号:

Incoloy 系列: Incoloy 800, Incoloy 800H/HT, Incoloy 825, Incoloy 901, Incoloy 903, Incoloy 907, Incoloy 909, Incoloy 925, Incoloy MA956 (ODS合金)

Pyromet 系列: Pyromet CTX-1 (如A-286)

A-286 (Fe-25Ni-15Cr,应用广泛)

N155 (Multimet)

19-9 DL

中国牌号 (GH系列):

变形合金: GH2018, GH2036, GH2038, GH2130, GH2132 (对应A-286), GH2135, GH2136, GH2302, GH2747, GH2901 (对应Incoloy 901), GH2903, GH2907, GH2909, GH2984, GH3128 (实为镍基,常被归类讨论)

铸造合金: K213, K214

钴基高温合金

常见国际牌号:

Haynes 系列: Haynes 25 (L-605), Haynes 188, Haynes R-41 (实为镍基)

Stellite (司太立) 系列: Stellite 6B, Stellite 21, Stellite 31

Ultimet

FSX-414

MAR-M 509, MAR-M 302

E1, X-40, X-45, WI-52

中国牌号:

变形合金: GH5188 (对应Haynes 188), GH5605 (对应Haynes 25/L-605)

铸造合金: K640 (系列牌号,如K640M),DZ40M

司太立合金: STL6, STL12, STL21等。



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