[发明专利]一种新型耐蚀镍基合金及其生产工艺

说明书

本发明公开一种新型耐蚀镍基合金及其生产工艺，其中镍基合金成分重量百分比为：Cu29.5％～31.5％；Al2.67％～3.45％；Fe1.36％～1.83％；Cr1.23％～1.48％；Mn0.86％～1.13％；Ti0.53％～0.82％；Nb0.34％～0.61％；Ta0.29％～0.57％；Si0.31％～0.44％；C0.046％～0.085％；S≤0.005％；Ni补足余量。所述新型耐蚀镍基合金具有以下显著特点：金属元素Ni为面心立方结构，具有极好的晶体学稳定性，可以容纳较多的合金元素，在加入合金元素Cu和Cr后，合金的热力学稳定性显著提高；Cr、Nb、Ta等金属元素，可以在合金表面氧化形成致密的钝化膜，使合金材料的耐腐蚀性能显著增加；Al、Ti、Fe、Mn等金属元素以及Si、C、S等非金属元素，显著提高了合金材料的综合力学性能。此外，本发明采用固熔加时效的生产工艺制备镍基合金，合金金相均匀一致、合金成品质量稳定。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，具体为一种新型耐蚀镍基合金及其生产工艺。

背景技术

船用换热器是船舶轮机的重要设备，用于实现换热器内外介质的热交换。换热器具有广泛用途，在船舶的中央冷却器、缸套水冷却器、发动机冷却器、主机冷却器、循环水冷却器、海水预热器、余热回收装置以及海水淡化主机等装置上均有使用。对于在海洋环境中作业的船舶，由于海水获取方便、成本极低，因此通常使用海水作为船用换热器的换热流体介质。然而，由于海水具有较强的腐蚀性，使得换热器腐蚀问题尤为突出，腐蚀导致的换热器管道堵塞、泄露等问题时有发生，不但降低换热效率，甚至可能造成事故。统计结果表明，在导致换热器损害的原因中，有90％的是由于海水腐蚀问题导致的。

严重的海水腐蚀问题，对组成换热器的管壳、板片、阀门、法兰等与海水有直接接触的构件提出了较高的耐腐蚀性能要求。目前，常见的换热器用耐蚀材料为SUS304、316L等不锈钢、铜合金及钛合金等。但是现有的耐蚀合金材料由于其元素组成不够合理，再加之生产工艺上亦存在缺陷，使其耐海水腐蚀的寿命较短，需要经常更换，费用较高。此外，出于价格因素考虑，大部分民用船舶选用碳钢作为换热器材质。相比于不锈钢和添加贵金属的合金钢，碳钢的耐腐蚀性能更差，且容易导致锈蚀问题，进而使换热器的腐蚀程度加剧，造成巨大的经济损失。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型耐蚀镍基合金及其生产工艺，具有良好的耐海水腐蚀性能等优点。

(二)技术方案

为实现上述耐海水腐蚀性能的目的，在第一方面，本发明提供了一种新型耐蚀镍基合金，镍基合金的成分重量百分比为：

Cu：29.5％～31.5％；

Al：2.67％～3.45％；

Fe：1.36％～1.83％；

Cr：1.23％～1.48％；

Mn：0.86％～1.13％；

Ti：0.53％～0.82％；

Nb：0.34％～0.61％；

Ta：0.29％～0.57％

Si：0.31％～0.44％；

C：0.046％～0.085％；

S：≤0.005％；

Ni：补足余量。

优选的，所述镍基合金的成分重量百分比为：Cu：31.5％，Al：2.67％，Fe：1.36％，Cr：1.23％，Mn：0.86％，Ti：0.53％，Nb：0.34％，Ta：0.29％，Si：0.31％，C：0.046％，S：0.002％，余量为Ni。