00Mo28Ni68Fe2 作為高鎳高鉬耐蝕合金的改良型號,通過將鎳含量提升至 68%、降低鐵含量,在保留 28% 鉬抗還原酸能力的基礎(chǔ)上,顯著增強(qiáng)抗氫脆性能與室溫韌性,成為含氫還原酸環(huán)境(如加氫反應(yīng)中的酸性介質(zhì))的專用材料。其成分體系針對性優(yōu)化:碳≤0.02% 延續(xù)超低碳設(shè)計(jì),杜絕晶界碳化物析出,確保焊接后耐蝕穩(wěn)定;鎳 67%-69% 是核心改良點(diǎn) —— 更高的鎳含量降低氫在合金中的溶解度(25℃時(shí)氫溶解度較 00Mo28Ni65Fe2 下降 15%),從根源抑制氫脆,同時(shí)提升奧氏體基體的韌性,使室溫沖擊韌性提升 20%;鉬 27%-29% 保持抗還原酸核心能力,在鹽酸、硫酸中形成 MoO?保護(hù)膜,腐蝕速率與低鎳型號相當(dāng);鐵 1.5%-2.5% 適度保留以優(yōu)化熱加工性能,避免高鎳高鉬合金因塑性過強(qiáng)導(dǎo)致的成型難度;雜質(zhì)硫≤0.008%、磷≤0.015%,進(jìn)一步減少氫脆敏感點(diǎn),確保含氫環(huán)境下的結(jié)構(gòu)安全。
力學(xué)性能與抗氫脆特性突出:室溫抗拉強(qiáng)度≥680MPa,屈服強(qiáng)度≥300MPa,延伸率≥40%,沖擊韌性≥60J/cm2(-40℃低溫下仍保持≥45J/cm2),韌性較 00Mo28Ni65Fe2 提升 25%;400℃時(shí)抗拉強(qiáng)度≥580MPa,100MPa 應(yīng)力下 1000 小時(shí)蠕變率≤0.12%;抗氫脆性能優(yōu)異 —— 在含 5% 氫氣的 10% 鹽酸(80℃)中浸泡 1000 小時(shí)后,抗拉強(qiáng)度保留率≥95%,無氫致裂紋,而普通高鉬合金在此工況下強(qiáng)度保留率僅 80%。高鎳抗氫 + 高鉬耐蝕協(xié)同機(jī)制是性能核心:高鎳含量通過 “氫陷阱” 效應(yīng)抑制氫擴(kuò)散,減少氫在晶界的聚集;鉬元素形成的 MoO?膜阻擋氫與基體接觸,兩者配合使合金在含氫還原酸中既耐蝕又抗脆,解決了傳統(tǒng)高鉬合金 “耐蝕不耐氫” 的痛點(diǎn)。
應(yīng)用場景聚焦含氫還原酸設(shè)備:某石油化工企業(yè)的加氫精制裝置酸性水管線(外徑 159mm,壁厚 8mm)采用該合金無縫管,在 120℃、含 5% 氫氣的 10% 鹽酸介質(zhì)中運(yùn)行 3 年,無損檢測無氫致裂紋,管道內(nèi)壁腐蝕減薄量僅 0.15mm,遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)允許的 0.3mm,替代原用哈氏 B-3 合金后,氫脆風(fēng)險(xiǎn)降低 60%;江蘇某精細(xì)化工的加氫酸解反應(yīng)釜(容積 2000L,壁厚 16mm),釜體采用該合金制造,在 150℃、3MPa 氫壓 + 15% 硫酸的工況下,連續(xù)運(yùn)行 4 年無泄漏,反應(yīng)釜內(nèi)壁無點(diǎn)蝕,產(chǎn)品純度保持 99.9% 以上;某煤化工企業(yè)的含氫含酸廢水換熱器(換熱管規(guī)格 Φ25×2mm),在 100℃、含 3% 氫氣的 8% 鹽酸廢水中,換熱效率保持初始值的 96%,腐蝕速率≤0.02mm / 年,使用壽命較普通高鉬合金換熱器延長 1 倍。
加工工藝適配高鎳特性:熔煉采用真空感應(yīng) + 真空自耗重熔雙聯(lián)工藝,確保鎳、鉬元素均勻分布(偏析度≤1.05),氧含量控制在 12ppm 以下,鑄錠致密度達(dá) 99.95%,避免微小氣孔成為氫聚集點(diǎn);熱加工溫度區(qū)間 1120-1200℃,高鎳含量使合金塑性進(jìn)一步提升(伸長率≥35%),可采用 “單火次中變形” 工藝,每火次變形量 30%-35%,終鍛溫度≥1080℃,通過動(dòng)態(tài)再結(jié)晶細(xì)化晶粒至 ASTM 7-8 級,晶粒細(xì)化后抗氫脆性能進(jìn)一步增強(qiáng);冷加工性能優(yōu)異,冷軋變形量可達(dá) 30%,中間僅需 1 次 1100℃×1 小時(shí)退火處理,退火后塑性恢復(fù)率達(dá) 98%;焊接選用 ERNiMo-8 專用焊絲(含鎳 68%-70%),焊絲需經(jīng) 300℃×2 小時(shí)脫氫處理,焊接過程中背面保護(hù)氣采用 99.999% 高純氬(流量 15-20L/min),熱輸入控制在 18-22kJ/cm,避免熱影響區(qū)晶粒粗化;焊后無需熱處理,焊縫在含氫鹽酸中的腐蝕速率與母材偏差≤3%,氫脆測試(ASTM G146)無裂紋;切削加工選用超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金刀具(如 WC-Co 合金,晶粒尺寸 0.5μm),切削速度 40-50m/min,進(jìn)給量 0.12-0.15mm/r,配合極壓切削液,因高鎳合金韌性好,需控制切削力避免工件變形,表面粗糙度可達(dá) Ra1.2μm 以下。
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