[发明专利]一种镍基合金及其应用

说明书

技术领域

本发明总体涉及耐腐蚀材料领域，更具体地，涉及一种镍基合金及其应用。

背景技术

随着国民经济的日益发展，城市规模的不断增大以及我国工业生产中制药业及印染业企业的不断增多，城市污水、污泥处理的问题显得越来越突出，工业生产产生的大量酸、碱性污染物也越来越多。

当水的温度和压力超过临界点值（374.3℃，22.05MPa）时,体系中的水就被称作“超临界”的水，通常将温度超过374℃，且压力高于22.05Mpa（诸如23Mpa）的水环境称为超临界水环境。目前，可应用于超临界水氧化装置的材料多为镍基合金，其中最为普遍的是耐腐蚀哈氏合金C-276及镍基合金Inconel625。其中，C-276的组分为：铬：15.0%～16.5%，铁：4.0%～7.0%，钼：15.0%～17.0%，钨：3.0%～4.5%，钒：0.1%～0.3%，碳：＜0.01%，锰：＜1.0%，硅：＜0.08%，钴：＜2.5%，磷：＜0.015%，硫：＜0.01%，其余为基材镍。然而现有技术中的C-276及Inconel625在超临界水环境下的耐腐蚀性能并不尽如人意。在达到水的超临界点之后，硫酸根的含量将受氧的溶解度及压力的影响，合金的腐蚀通常为化学氧化过程，并且容易破坏合金的氧化膜形成全面腐蚀。在温度达到水的超临界点以上的情况下，硫酸根离子在380℃～550℃区间内对镍基合金中的铬的氧化膜有较强的破坏性，尤其是在制药废水、煤气化废水等废弃物中，硫酸根和/或硫化物（处理后可转化为硫酸根）含量很高，因此对材料的要求也相应提高，现有技术中材料耐腐蚀性能差的缺点制约了在超临界水氧化环境中水处理装置的发展。

发明内容

针对现有技术中的材料在超临界水氧化环境中耐腐蚀性能差的缺点，本发明提供了一种镍基合金，包括：

铬，21%（重量）～26%（重量）；

钨，3.0%（重量）～5.5%（重量）；

钼，6.0%（重量）～8.0%（重量）；

铝，1.3%（重量）～1.7%（重量）；

锰，0.4%（重量）～0.7%（重量）；

铁，3.0%（重量）～4.5%（重量）；

基材为镍。

根据一些实施例，铬的含量为21.5%（重量）～25.4%（重量）。

根据一些实施例，钨的含量为3.2%（重量）～5.1%（重量）。

根据一些实施例，钼的含量为6.3%（重量）～7.6%（重量）。

根据一些实施例，铁的含量为3.2%（重量）～4.3%（重量）。

根据一些实施例，镍基合金还包括0.8%（重量）～1.1%（重量）的钽。

根据一些实施例，镍基合金还包括碳和/或硅，其中，碳的含量小于或等于0.05%（重量），硅的含量小于或等于0.2%（重量）。

本发明的另一个方面包括上述镍基合金在腐蚀环境中的应用。

根据一些实施例，腐蚀环境为超临界水氧化环境。

根据一些实施例，超临界水氧化环境的pH值介于4至7之间。

根据一些实施例，超临界水氧化环境中包含浓度介于0.135g/L至0.406g/L的硫酸根离子。

根据一些实施例，超临界水氧化环境的温度介于380℃至550℃的范围内。

本发明的镍基合金在超临界水氧化环境中具有良好的耐腐蚀性能，尤其是在含有硫酸根离子的超临界水氧化环境中表现出了优异的耐腐蚀能力。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。