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耐高温与高压的Alloy 602 CA

2024-07-15 16:58:18

文章目录

    Alloy 602 CA是一种高温合金材料,在高达1200°C (2192°F) 的温度下可展现出色的抗蠕变和抗氧化性能。该合金以固溶退火态供货,表面经氧化或除垢处理。

    化学成分:

     

    Ni

    Gr

    Fe

    C

    Mn

    Si

    Cu

    Al

    Ti

    Y

    Zr

    P

    S

    Min.

    Bal.

    24

    8

    0.15

     

     

     

    1.8

    0.1

    0.05

    0.01

     

     

    Max.

    26

    11

    0.25

    0.5

    0.5

    0.1

    2.4

    0.2

    0.12

    0.1

    0.02

    0.01

    某些元素的化学分析在其它技术规格中可能略有不同且含有其它元素,例如根据UNS的规格,锰的值最大为0.15wt.%.

    材料特性

    该合金材料在软化退火态下(Grade 1)的特点是:

    ●优异的高温蠕变性能

    ●即便在高温循环工况下,也具备卓越的抗氧化能力

    ●在渗碳和氧化/氯化介质中具有极佳的抗腐蚀性能

    ●根据不同的压力容器规范,本合金经认证可用于符合下列工作温度范围内压力容器的制作

    ●TÜV材料数据表540:-10°C至1150°C(14°F至2102°F);

    ●美国ASME压力容器规范Section I:最高至899°C(1650°F);应用部分则依据 ASME VIII Div. I标准可达982°C(1800°F)

    微观结构特性

    合金602 CA具有面心立方晶格结构。通过主要为M23C6或M7C3碳化物的析出,这种微观结构性质在高温、尤其是高于1000°C(1832°F)的温度下,能发挥出良好的机械性能;另外,当温度低于800°C(1472°F)时,还可额外形成γ相析出。

    机械性能

    以下是 Alloy 602 CA 分别于常温和高温下,在经过固溶退火处理后于特定尺寸范围内所展现的特性:

    ●板材 ≤ 50 毫米 (≤ 1.97 英寸)

    ●带材 ≤ 3 毫米 (≤ 0.12 英寸)

    ●棒材和锻件 ≤ 100 毫米 (≤ 3.94 英寸)

    ●丝材 ≤ 12 毫米 (≤ 0.47 英寸)

    ISO V型凹槽冲击韧性测试

    金属板材厚度最高 50 毫米 (1.97 英寸),经固溶退火处理,温度20°C (68°F),晶粒尺寸 ≥ 70 微米,以TÜV材料数据表 540为依据:

    横向:> 56 J/cm2

    纵向:> 69 J/cm2

    抗蠕变性

    根据TÜV材料数据表540,本合金的固溶退火温度为1220 °C (2228 °F),晶粒尺寸≥70 μm。若以Rp1.0蠕变极限(最低转变温度)为基础,并将安全系数设为S=1.5,零件设计的长久耐热值便须先用于高约625°C(1157°F)以上的温度。对于较低的温度,则可预期更高的耐热性能值。

    抗腐蚀性

    本合金具有极优异的抗氧化性,甚至比Alloy 601更佳,应用温度范围最高可达1200°C(2192°F)。由于其紧密黏合、不易剥落的氧化铝层,本合金即使在循环加热和冷却等极端条件下,也能维持该性能。

    高温氧化试验亦表明,相较于其他高温材料,本合金在循环应力环境下的质量损失最少。由于材质中含有铬和铝,因此其在高温氧化硫气体中也能保有优异的耐腐蚀性。Alloy 601良好的抗渗碳性与抗金属粉末化性能,皆可藉由本合金获得进一步的提升。

    材料应用

    本合金被广泛运用于热工和化学工艺、发电厂和汽车工业等高温领域。典型的应用范围包括:

    ●辐射管

    ●熔炉隔热罩

    ●旋转和轴式熔炉

    ●窑炉滚筒和其他熔炉设备

    ●熔化放射性废料的玻璃罐

    ●甲醇和氨的合成

    ●氢气的生产

    ●化学和石化工业中的重组反应器

    ●汽车排气系统组件

    ●柴油引擎的加热塞

    ●电动燃料生产中对合成气体的冷却器

    成型加工

    Alloy 602 CA是一种容易进行冷热成形和加工的合金。须注意硫、磷、铅和其他低熔点金属可能会在热处理过程中对材料造成损害,因此在进行热处理时,须确认工件为干净、无污染状态(可留意如标记温度的涂料或指示针、润滑油、燃料等材料是否为污染源)。加热时可使用气体、油或电热等设备操作,并在通风、有保护气体或真空环境下进行。含硫量低于0.1%的天然气和不超过0.5%的燃油适用于轻度氧化炉气氛。

    本合金在1200°C至900°C(2192°F至1652°F)的温度范围内可进行热成形,建议在热成形后再对合金进行热处理,以展现其最佳性能。工件在进行冷加工前应处于固溶退火状态。须留意本合金的加工硬化程度高于奥氏体不锈钢,因此在选择和设计成型设备和成型工艺时须对此加以考量。对于大量的冷成型工序,需进行中间退火。若变形程度超过7%,则建议进行固溶退火。当对金属板材进行弯曲和剪裁时,其弯曲半径应大于其厚度三倍,以避免材料受损。

    热处理

    本合金在固溶退火状态可展现最佳蠕变强度。在1220°C(2228°F)下进行固溶退火,晶粒尺寸可达≥70μm。若在固溶退火后还将对材料进行后续处理,应使用水或压缩空气等方式加速降温(针对厚度 ≤ 3mm的金属板)。

    本合金在温度处于600°C到750°C范围内时非常容易产生应力松弛开裂,若要在此温度范围内进行长时间运行使用,便需稳定化退火。稳定化退火的温度应在950°C (1742 °F)下进行至少三个小时,速度不可太快以免材料变形。

    除垢和酸洗

    高温材料在使用中会产生保护性的氧化层。与不锈钢相比,本合金的氧化物和焊缝周围的回火色具有更好的黏著力,因此建议使用磨粒极细的磨带或砂轮进行磨削,以免伤及材料。如需酸洗,则时间不可过长且需注意溫度,否則会腐蚀材料。

    切削加工

    本合金最好在固溶退火状态下进行加工。由于合金容易产生硬化,因此应选择较低的切削和进给速度进行切削。加工期间产生的高温需使用水基底冷却剂来降温。

    焊接建议

    焊接时需在独立场所操作,以气体保护焊接方式处理本合金时应预防现场产生横风。曾用于其他材料的工具不得用于焊接镍合金和不锈钢。准备焊接坡口时应采用机械方法,如车削、铣削或刨削。起弧只可在焊缝区域中进行,如坡口两侧或钝边处。

    在完成焊接后趁热对材料采用钢丝刷清理且无需酸洗,便能完全去除材料表面在退火时产生的痕迹、呈现理想状态。若本合金焊接部件的使用温度介于600°C至750°C(1112°F至1382°F)之间,可能需进行稳定化退火。

    可供产品

    上海科赛斯特种合金有限公司可生产供应Inconel 602CA棒材,板材,带材,管子和线材等,请联系我们获得更多产品详情。

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