alloy028 Alloy28 No8028高溫合金成份與性能

alloy028 Alloy28 No8028高溫合金成份與性能

alloy028 Alloy28 No8028 28合金是20世紀70年代中期開發(fā)的Ni-Fe-Cr-Mo-Cu耐蝕合金，定名為Sanicro 28，它屬于鐵鎳基超低碳奧氏體合金。

相關技術標準

ASTM B 668?

ASTM B 709

ASTM A 403

28合金/UNS N08028/INCOLOY28合金

00Cr27Ni31Mo3Cu

W.Nr.1.4563，Nicrofer 3127LC

028 鐵-鎳合金

028合金屬于鐵鎳基超低碳奧氏體合金。在化學工業(yè)苛刻的腐蝕介質中具有優(yōu)異的耐蝕性；在濕法磷酸中其耐全面腐蝕性能良好，此外亦具有優(yōu)異的耐點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕等性能。合金的工藝性能與一般奧氏體不銹鋼類似。鑒于其優(yōu)良的綜合性能，因此近年來此合金在化學加工、油氣田開發(fā)等工業(yè)中得到了較廣泛的應用。

主要應用： 

1. 濕法磷酸的生產(chǎn)； 

2. 海水冷卻； 

3. 含Cl—、F—的化學加工工藝介質； 

4. 有機酸的生產(chǎn)；、 

5. 在硫酸的生產(chǎn)中，用于制作管道和熱交換器； 

表1 牌號及標準 表2 028合金化學成分 

表3 物理性能 

機械性能 

以下是相應規(guī)格028合金退火后（穩(wěn)定化熱處理）的機械性能。
表5 020合金常溫下機械性能 

金相結構 

028合金具有穩(wěn)定的面心立方結構。 

耐腐蝕性 

全面腐蝕
由于028合金具有碳、鉻、鎳、鉬、銅的良好配合，因此在一些苛刻的腐蝕環(huán)境中具有良好的耐全面腐蝕性能 

· 硫酸 

028合金在硫酸中的耐蝕性示于圖1和表6。在50℃以下的全濃度硫酸中，合金的腐蝕速率小于0.1mm/a，在40%%~70%硫酸和濃度＜10%,，＞80%的硫酸中其實用溫度可相應提高。合金在硫酸中的耐蝕性優(yōu)于00Cr20Ni25Mo4.5Cu，接近于HastelloyC合金。
表6 028合金在硫酸中的腐蝕數(shù)據(jù) 

圖2  028合金在硫酸中的等腐蝕圖（圖中數(shù)字為腐蝕率mm/a） 

 磷酸 

在化學純的磷酸中，028合金在沸騰溫度以下的各種濃度的酸中均具有良好的耐蝕性。
濕法磷酸較化學純磷酸具有更強的腐蝕性。濕法磷酸有硫酸分解磷石灰所制取，在這種酸中必然含有由磷石灰?guī)氲?/span>F—、Cl—等雜質和殘留的硫酸，這些雜質加劇了介質的腐蝕性，其中尤以F—、Cl—為有害。在濕法磷酸廠中，磷酸濃縮工序熱交換器的腐蝕環(huán)境為惡劣，致使許多高性能不銹鋼收到嚴重腐蝕。面對解決這一腐蝕難題而開發(fā)的028合金具有耐濕法磷酸的優(yōu)良性能，一些實驗結果件圖3~圖6以及表7。

圖3 在濕法磷酸中溫度對合金腐蝕率的影響 圖4 在100℃含雜質磷酸中Cl—、F—濃度的綜合介質：H3PO470%，H2SO44%， 影響，介質：H3PO470%，H2SO44%，
F—0.5%， Cl—，60×10-6，Fe3+0.6% F—0.5%，Fe3+0.45% 

圖5 F—含量對028合金在含雜質磷酸中耐蝕性的影響 圖6 Cl—和自由F—濃度的綜合影響
介質：H3PO470%，H2SO44%，60ppm Cl—， H3PO470%，H2SO44%，
Fe3+0.6,100℃% Fe3+0.45%，100℃

表7 在濕法磷酸中的耐蝕性 

晶間腐蝕

028合金的含碳量極低，所以具有良好的耐晶間腐蝕性能，在經(jīng)多次焊接后并不使其耐蝕性下降。合金的敏化溫度區(qū)間為500~720℃，敏感溫度為670℃。 

加工及熱處理 

預熱

溫度控制對于保證合金的耐腐蝕性能不受敏化性的削弱非常重要。工件在加熱之前和加熱過程中都必須進行表面清理，保持表面清潔。若加熱環(huán)境含有硫、磷、鉛或其他低熔點金屬，028合金將變脆。雜質來源于做標記的油漆、粉筆、潤滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化氣和天然氣的雜質含量要低于0.1%，城市煤氣的硫含量要低于0.25g/m3，石油氣的硫含量低于0.5%是理想的。

熱處理好在真空電阻爐或惰性氣體保護氣氛中進行，因為這樣可以控溫精確并且不受雜質污染。若燃氣的雜質含量較低時也可考慮使用燃氣加熱爐，這樣可以得到中性或弱氧化性的氣氛。應避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動，燃燒火焰不能直接燒向工件。

熱加工

此合金的熱成型溫度為950~1150℃，設備制造的熱成型溫度也以上述溫度為宜，應避免在500~720℃敏化溫度進行熱成型操作。

熱處理：

固溶處理溫度為1080~1140℃，保溫時間取決于工件的大截面積尺寸，冷卻方式好為水冷，對于截面尺寸小的也可采取快速空冷。

打磨和酸洗

在028合金工件焊縫附近的氧化物要比不銹鋼的更難以去除，需要用細砂帶或砂輪打磨。為保持金屬的光澤，打磨時要非常小心。在硝酸和氫氟酸的混合酸中酸洗之前，也要用砂紙去除氧化物或進行鹽浴預處理。酸洗的時間尤其要注意。

機加工

028合金的機加工需在固溶處理后進行，要考慮到材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼不同的是，需要采用低表面切削速度和重進刀量。 

焊接方面的建議 

在對鎳基材料進行焊接時，應遵循以下規(guī)程：

1. 工作場地：工作場地應單獨分開或與碳鋼的加工區(qū)域有足夠遠的距離，盡可能保持清潔，設有隔板并避免兩區(qū)域間通風；

2. 工作服和輔助用品：應佩戴干凈的細紋皮手套，穿著干凈的工作服。

3. 工具和機器設備：應該有鎳基合金和鎳鉻鋼的專用工具，鋼絲刷應采用不銹鋼材料制成，機器設備如剪切機、沖床、軋機等應該蓋上氈、紙板或塑料紙以防鐵碳金屬掉在機器表面而使加工材料粘上，導致腐蝕。

清理：

需用丙酮對母材焊接區(qū)域的基體金屬和填充合金（如焊條）進行清潔，注意不能使用三氯乙烯TRI、全氯乙烯PER 和四氯化物TETRA。

邊緣準備：

好采用機加工，如車、銑、刨，也可以進行等離子切割，若采用后者，切割邊

緣（焊接面）一定要研磨干凈平整，允許不過熱的精磨。母材的焊接邊緣大約25mm 寬的區(qū)域必須打磨至光亮金屬變面。

坡口角度：

與碳鋼相比，鎳基合金和特種不銹鋼的物理性能特點主要是低的熱導率和高的膨脹系數(shù)，這些特性都要在焊接坡口準備時予以考慮，包括加寬底部間隙（1-3mm），同時由于熔融金屬的粘滯性，在對接焊時應采用更大的坡口角度（60-70°）以抵消材料的收縮。

起弧：

不能在工件表面起弧，應在焊接面起弧，以防起弧點導致腐蝕。

焊接工藝：

028合金焊接性能良好，無熱裂傾向。焊前不需要預熱，焊后也不需要熱處理?？刹捎贸Ｒ?guī)的焊接方法，如手工電弧焊和TIG焊。 好的方法為TIG焊。焊接應使用低的熱輸入。TIG焊的大電流為100~120A。