alloy028 Alloy28 No8028高溫合金成份與性能

alloy028 Alloy28 No8028 28合金是20世紀(jì)70年代中期開(kāi)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(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

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(xué)工業(yè)苛刻的腐蝕介質(zhì)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(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等性能。合金的工藝性能與一般奧氏體不銹鋼類(lèi)似。鑒于其優(yōu)良的綜合性能，因此近年來(lái)此合金在化學(xué)加工、油氣田開(kāi)發(fā)等工業(yè)中得到了較廣泛的應(yīng)用。

主要應(yīng)用： 

1. 濕法磷酸的生產(chǎn)； 

2. 海水冷卻； 

3. 含Cl—、F—的化學(xué)加工工藝介質(zhì)； 

4. 有機(jī)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(hào)及標(biāo)準(zhǔn) 表2 028合金化學(xué)成分 

表3 物理性能 

機(jī)械性能 

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

金相結(jié)構(gòu) 

028合金具有穩(wěn)定的面心立方結(jié)構(gòu)。 

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(shí)用溫度可相應(yīng)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(xué)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(xué)純磷酸具有更強(qiáng)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(zhì)和殘留的硫酸，這些雜質(zhì)加劇了介質(zhì)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(yán)重腐蝕。面對(duì)解決這一腐蝕難題而開(kāi)發(fā)的028合金具有耐濕法磷酸的優(yōu)良性能，一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果件圖3~圖6以及表7。

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

圖5 F—含量對(duì)028合金在含雜質(zhì)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(zhì)：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(yù)熱

溫度控制對(duì)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(guò)程中都必須進(jìn)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(diǎn)金屬，028合金將變脆。雜質(zhì)來(lái)源于做標(biāo)記的油漆、粉筆、潤(rùn)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(zhì)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(hù)氣氛中進(jìn)行，因?yàn)檫@樣可以控溫精確并且不受雜質(zhì)污染。若燃?xì)獾碾s質(zhì)含量較低時(shí)也可考慮使用燃?xì)饧訜釥t，這樣可以得到中性或弱氧化性的氣氛。應(yīng)避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動(dòng)，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(shè)備制造的熱成型溫度也以上述溫度為宜，應(yīng)避免在500~720℃敏化溫度進(jìn)行熱成型操作。

熱處理：

固溶處理溫度為1080~1140℃，保溫時(shí)間取決于工件的大截面積尺寸，冷卻方式好為水冷，對(duì)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(xì)砂帶或砂輪打磨。為保持金屬的光澤，打磨時(shí)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(jìn)行鹽浴預(yù)處理。酸洗的時(shí)間尤其要注意。

機(jī)加工

028合金的機(jī)加工需在固溶處理后進(jìn)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(jìn)刀量。 

焊接方面的建議 

在對(duì)鎳基材料進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)程：

1. 工作場(chǎng)地：工作場(chǎng)地應(yīng)單獨(dú)分開(kāi)或與碳鋼的加工區(qū)域有足夠遠(yuǎn)的距離，盡可能保持清潔，設(shè)有隔板并避免兩區(qū)域間通風(fēng)；

2. 工作服和輔助用品：應(yīng)佩戴干凈的細(xì)紋皮手套，穿著干凈的工作服。

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

清理：

需用丙酮對(duì)母材焊接區(qū)域的基體金屬和填充合金（如焊條）進(jìn)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(zhǔn)備：

好采用機(jī)加工，如車(chē)、銑、刨，也可以進(jìn)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(guò)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(diǎn)主要是低的熱導(dǎo)率和高的膨脹系數(shù)，這些特性都要在焊接坡口準(zhǔn)備時(shí)予以考慮，包括加寬底部間隙（1-3mm），同時(shí)由于熔融金屬的粘滯性，在對(duì)接焊時(shí)應(yīng)采用更大的坡口角度（60-70°）以抵消材料的收縮。

起?。?/span>

不能在工件表面起弧，應(yīng)在焊接面起弧，以防起弧點(diǎn)導(dǎo)致腐蝕。

焊接工藝：

028合金焊接性能良好，無(wú)熱裂傾向。焊前不需要預(yù)熱，焊后也不需要熱處理。可采用常規(guī)的焊接方法，如手工電弧焊和TIG焊。 好的方法為T(mén)IG焊。焊接應(yīng)使用低的熱輸入。TIG焊的大電流為100~120A。