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常用特种金属材料的耐侵蚀特点及应用大清点

 

 

 

1 钛材的耐侵蚀特点

 

   钛是具有强烈钝化倾向的金属,在空气中和氧化性或中性水溶液中能迅速天生一层不乱的氧化性保护膜,即使由于某些原因膜遭破坏,也能迅速自动恢复。因此钛在氧化性、中性介质中具有优异的耐侵蚀性。

 

   因为钛的巨大钝化机能,在很多情况下与异种金属接触时,并不加快侵蚀,而可能加快异种金属的侵蚀。如在低浓度非氧化性的酸中,若将Pb、Sn、Cu或蒙乃尔合金与钛接触形成电偶时,这些材料侵蚀加快,而钛不受影响。而在盐酸中,钛与低碳钢接触时,因为钛表面产生新生氢,破坏了钛的氧化膜,不仅引起钛的氢脆,而且加快钛的侵蚀,这可能是因为钛对氢有高度的活性所致。

 

   钛中的含铁量对某些介质中的耐侵蚀机能有影响,铁增多的原因除原材料的原因外,经常是焊接时沾污的铁渗透焊道,使焊道中局部含铁量增高,这时侵蚀具有不平均的性质。使用铁件支撑钛设备时,铁钛接触面上的铁沾污几乎是不可避免的在铁沾污区侵蚀加速,特别是在有氢存在的情况下。当沾污表面的钛氧化膜发气愤但愿械损坏时,氢就渗透金属,根据温度、压力等前提,氢发生相应的扩散,这使钛产生不同程度的氢脆。因此钛在中等温度和中等压力和含氢系统中使用要避免表面铁污染。

 

   在一般情况下,钛不会发生孔蚀。钛还具有抗侵蚀疲惫不乱性。

 

   钛耐缝隙侵蚀机能较好,尤其是Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金,因此Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金广泛用于容器设备的密封面材料,以解决设备密封面缝隙侵蚀题目。

 

   2 钛材的应用

 

   因为钛材的优良耐侵蚀机能,钛材广泛应用于石油、化工、制盐、制药、冶金、电子、航空、航天、海洋等相关领域。

 

   钛对大多数盐溶液来说具有优异的耐蚀性,如钛在氯化物溶液中比高铬镍钢耐蚀,并无孔蚀现象。但在三氯化铝中侵蚀率较高,这与三氯化铝水解后产生浓盐酸有关。钛对热的亚氯酸钠和各种浓度的次氯酸盐也有良好的不乱性。因此钛材广泛用于真空制盐和漂粉精行业。

 

   钛对大多数的碱溶液具有良好的耐蚀性。钛在浓度小于50%的氢氧化钠和氢氧化钾溶液中较为不乱。假如碱溶液中含有氯离子或氯化物,则其耐蚀性甚至超过镍和锆。但在温度和浓度增大的情况下,侵蚀会增大。现在氯碱行业是海内民用钛材应用的最大领域。
   钛在干燥的氯气中不耐蚀,同时有着火的危险,但在湿润的氯气中具有很高的不乱性,超过锆、哈氏合金C及蒙乃尔合金,甚至在饱和氯气的硫酸、盐酸和氯化物等介质中也不乱,所以钛材是硫酸法钛白粉出产枢纽设备的首选材料。

 

   因为钛材在碳氢化合物中的耐蚀性很好,甚至在含有酸及氯化物类杂质时也很好。因此钛材在有机化工中也广泛应用,如PTA(精对苯二甲酸),PVA(维尼纶)等。

 

   钛材在海水中具有优异的耐侵蚀机能,因此钛材也广泛应用于海洋石油钻井平台、海水淡化等海洋领域。

 

  镍及镍基合金

 

  1 镍及镍基合金的海内出产状况

 

   海内产业用纯镍完全可以自行出产,但一些镍基合金则主要依靠入口。
   镍及镍基合金种类(部门有国家材料尺度)

 

   常用的镍及镍基合金型号有:纯镍 N6;Monel 400; Hastelloy B、Hastelloy B-2; Hastelloy C-276等。

 

   2 镍及镍基合金的耐侵蚀机能

 

   镍具有较大的转入钝态的倾向。在一般温度下镍的表面笼盖一层氧化膜,这层氧化膜使它在水及很多盐类水溶液中具有耐蚀性。

 

   镍在非氧化性稀酸中,如<15%盐酸、<17%硫酸和很多有机酸中,在室温下相称不乱。但在增加氧化剂(FeCl2、CuCl2、HgCl2、AgNO3和次氯亚酸盐)和通气时,镍的侵蚀速度明显增加。

 

   镍在所有碱类溶液中,不论是高温的仍是熔融的碱都完全不乱,这是镍的凸起特性。蒙乃尔合金在还原性介质中比镍耐侵蚀,在氧化性介质中又较铜耐侵蚀,在磷酸、硫酸、盐酸、盐类溶液和有机酸中都比镍和铜更为耐侵蚀。

 

   任何浓度的氢氟酸中,在氧进入未几时蒙乃尔合金很耐蚀。但当溶液中有充气和有氧化剂时,或者溶液中存在铁盐、铜盐等有害杂质时,它耐氢氟酸机能下降。在金属材料中除铂、银外,它是耐氢氟酸侵蚀的最好材料之一。

 

   在苛性碱溶液中它很耐蚀,但当氢氧化钠浓度很高时,蒙乃尔合金的耐侵蚀性虽比镍差一些,但仍比其他金属材料耐碱。

 

   蒙乃尔合金轻易产生应力侵蚀开裂,最好在530-650℃退火消除应力后使用。

 

   哈氏合金常用的是哈氏B(B-2、B-3)和哈氏C-276,它们在非氧化性的无机酸和有机酸中有高的耐蚀性,如耐70℃的稀硫酸,耐所有浓度的盐酸、磷酸、醋酸和蚁酸,特别能耐热浓盐酸。

 

   哈氏合金在苛性碱和碱溶液中是不乱的,在有机介质、海水及淡水中完全不乱。

 

   白铜(B10、B30)
   白铜是铜镍合金,白铜海内可以知足出产,主要由洛铜出产。

 

   白铜的耐蚀机能基本与纯铜相似,在无机酸中,特别是硝酸中会发生严峻的侵蚀。但对于浓度<70%的氢氟酸,在无氧及低于沸点的情况下是耐蚀的。在有机酸中白铜侵蚀不大,在碱性溶液和有机化合物中侵蚀率很小。

 

   在苛化法烧碱中,或在隔膜电解烧碱中,可以采用B30(70-30铜镍合金来代替纯镍制造膜式蒸发器设备,特别是降膜部门,它不仅可以进步使用寿命,而且可以节约70%的镍。B10(91-9铜镍合金)也可以代替纯镍来制造升膜蒸发器的蒸发管、蒸发室等设备。

 

   白铜在海水中具有较高的耐蚀性,因此用海水冷却的换热器常常采用B10、B30的白铜。

 

      锆材

 

   常用锆及锆合金牌号有:非核用锆R60702、R60703、 R60704、 R60705、 R60706。中国固然没有锆和锆合金容器的规范,但已能出产核用和非核用的锆材。

 

   锆有比不锈钢、镍基合金、钛更优异的耐侵蚀机能,力学机能和工艺机能也很适于制造容器及换热器。但因为价格昂贵,过去使用较少。但跟着海内化工行业的发展,很多强侵蚀的设备正在越来越多地采用锆材,大大进步设备寿命及可靠性,取得更好的经济效益。目前从锆材的出产,到设备的设计、制造和检修技术也已日渐成熟,为锆容器的广泛应用提供了基础。

 

   钽材

 

   Ta1、Ta2、TaNb3、TaNB20
   钽有很高的化学不乱性,在150℃以下抗化学侵蚀及大气侵蚀的能力很强,即使在污染的产业大气中也是耐蚀的。

 

   钽耐沸腾温度下任何浓度的盐酸和硝酸,耐室温至150℃的发烟硝酸和发烟硫酸所组成的混合酸。除氢氟酸、发烟的三氧化硫及高温的浓硫酸和浓磷酸外,钽对其他的酸都是不乱的。

 

   钽在200℃以下的酸性和碱性介质中有很高的不乱性,甚至比金、铂都高。

 

   钽在浓碱液中耐侵蚀性不好。不耐碘化钾及含氟离子的溶液。

 

   钽的侵蚀是平均的全面侵蚀,对切口不敏感,不发生侵蚀疲惫和侵蚀破裂等局部类型的侵蚀。利用钽的这一特性,可以做包复和衬里材料。

 

   其他特种金属材料

 

   1 双相钢
   初级双相不锈钢(2304型)
   尺度双相不锈钢(2205型)
   超级双相不锈钢(2507型)

 

   对于铁素体-奥氏体双相不锈钢来说,它兼有铁素体钢和奥氏体钢的特性。奥氏体的存在,降低了高铬铁素体钢的脆性,防止了晶粒长大倾向,进步了铁素体钢的韧性和可焊性。铁素体的存在,进步了Cr-Ni奥氏体钢的屈服强度,同时使钢具有抗应力侵蚀及焊接时热裂倾向小等特点。这类钢含有较高Cr、Ni、Cu、Mo等耐蚀合金元素。尽管双相组织易引起微电池侵蚀,但若合金元素含量达到一定值时,使两相均有可能在介质中发生钝化,不泛起双相选择性侵蚀,其耐平均侵蚀及孔蚀机能良好。

 

   今天,双相不锈钢已经用于各种应用领域,不仅在化工、石化和制药等方面应用,还用于纸浆和造纸、食物和饮料以及建筑、楼房和结构等方面。

 

   但双相不锈钢最重要的应用是化工、化肥、石化、电力和纸浆造纸产业中的反应器和其他产业设备。在大多数应用中,双相不锈钢被以为是具有本钱效益的替换材料,填补了普通奥氏体钢如316L和较高合金之间的空缺。

 

   尽管一般以为使用双相合金是由于它们的耐化学产品的侵蚀机能,但最重要的是在那些奥氏体不锈钢不具足够耐孔蚀和应力侵蚀断裂机能的热水溶液介质中。

 

   2 AL-6XN

 

   AL-6XN合金是美国Allegheny Ludlum公司发现的超奥氏体不锈钢,它比尺度的300系列合金对氯离子具有较高的抗点蚀、缝隙侵蚀和压力缝隙侵蚀能力,比传统的抗侵蚀镍基合金本钱低。

 

   在不锈钢中Cr、Mo、Ni、C分别对不同的介质具有抗侵蚀性。Cr是在天然和氧化环境中是抗侵蚀代表,Cr、Mo、Ni的含量增长增加了抗点蚀能力,镍提供了奥氏体结构,镍钼增加了对氯离子的压力缝隙侵蚀能力和对降低环境的抗侵蚀能力。

 

   高镍(24%)-钼(6.3%)合金AL-6XN具有较好的抗压力缝隙侵蚀能力。钼具有抗氯离子点蚀能力,镍进一步增强抗点蚀能力,而且能提供比300奥氏体不锈钢更高的强度,因此常常应用于设备中较薄的部门。在AL-6XN中,较高含量的铬、钼和镍也提供了不锈钢的成形和焊接时的抗侵蚀机能。

 

   高铬、钼、镍和氮使AL-6XN具有较好的抗氯离子点蚀能力、缝隙侵蚀,这就使AL-6XN应用于良多环境中,如食物、海水或其它化工环境。

 

  金属复合材料

 

   尽管特种金属材料具有各自的较好的耐侵蚀机能,但同时也相对价格较高,这也是其中一些不能大面积推广的原因之一,但金属复合技术又从另一方面促进了这些特种金属材料的应用。

 

   金属复合材料是由a、b、c等若干金属或合金组元,经不同的加工工艺复合而成的新金属材料,各界面形成金属键集结合,具有原单体金属材料平等或更佳的机能。它既不是a也不是b(或c)。它综合了构成组元的长处,而使单组组元的机能不足得到克服,它即优化了材料设计,又体现了公道使用材料的原则,是当前材料科学与工程的发展方向之一。

 

   复合方式有:爆炸复合、爆炸-轧制复合、轧制复合,现海内大多采用爆炸复合方式。

 

   复合材料品种包括:复合板(两层、三层)、复合棒、复合管。
  
长处:
   复层材料与基层材料机能的公道组合和配比;
   根据需要确定两种材料的厚度比;
   节约珍贵希缺金属,降低设备造价;
   减少结构设计厚度或进步结构的使用应力。

 


   综上所述,因为特种金属材料具有良好的耐侵蚀机能及机械加工机能,可以大大知足使用厂家出产设备的耐侵蚀需求并晋升设备耐侵蚀等级,近年来在海内的推广应用已取得一定成果,但跟着中国经济的快速发展,尤其是全球经济一体化格式的逐步形成及中国加入世贸组织,海内的特种金属材料的发展存在着巨大空间(包括进入国际市场),但需要国家相关行业治理部分制定必要的尺度及相关政策规范,以促进整个行业的发展。

 


阅读来源:广东金属钥匙扣厂家

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点击次数:  更新时间:2016-12-17 10:45:19
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