鎳基合金不僅在諸多工業(yè)腐蝕環(huán)境中具有特的抗腐蝕甚至抗高溫腐蝕性能,而且具有強(qiáng)度高、塑韌性好,可冶煉、鑄造、冷熱變形、加工成型和焊接等性能,被廣泛應(yīng)用于石化、能源、海洋、航空航天等領(lǐng)域 。
也具有很好的抗腐蝕能力,典型代表是Ti;Zr;Ta等;其中典型的代表是Ti;鈦材有著廣泛的應(yīng)用,主要用在一些不銹鋼無法適應(yīng)的腐蝕環(huán)境。鈦材耐腐蝕原理:在氧化性氣氛中,形成致密的氧化膜來提供保護(hù);所以一般不能用于還原性較強(qiáng)或者密封性那個較高的腐蝕環(huán)境中(缺氧環(huán)境),與此同時,鈦材的應(yīng)用溫度一般小于300攝氏度。特別要注意的是,活性金屬都不能用于含氟的環(huán)境。(如氫氟酸環(huán)境可以選用哈氏C2000,NiCu合金等)。
提高金屬或合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性,即向原不耐蝕的金屬或合金中加入熱力學(xué)穩(wěn)定性高的合金元素,使形成固溶體以及提高合金的電極電勢,增強(qiáng)耐蝕性。如Cu中加Au,Ni中加入Cu、Cr等,即屬此類。不過這種大量加入貴金屬的辦法,在工業(yè)結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用是有限的。
加入易鈍化合金元素,如Cr、Ni、Mo等,可提高基體金屬的耐蝕性。鋼中加入適量的Cr,即可制得鉻系不銹鋼。實驗證明,在不銹鋼中,含Cr量一般應(yīng)大于13%時才能起抗蝕作用,Cr含量越高,其耐蝕性越好。這類不銹鋼在氧化介質(zhì)中有很好的抗蝕性,但在非氧化性介質(zhì)如衡硫酸和鹽酸中,耐蝕性較差。這是因為非氧化性酸不易使合金生成氧化膜,同時對氧化膜還有溶解作用。
加入能促使合金表面生成致密的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的合金元素,是制取耐蝕合金的又一途徑。例如,鋼能耐大氣腐蝕是由于其表面形成結(jié)構(gòu)致密的化合物羥基氧化鐵(FeOx·(OH)3-2x)的保護(hù)作用。鋼中加入Cu與P或P與Cr均可促進(jìn)這種保護(hù)膜的生成,由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大氣腐蝕的低合金鋼。
耐蝕合金復(fù)合管是由兩種不同金屬材料構(gòu)成,管層之間通過各種變形和連接技術(shù)形成緊密結(jié)合,使兩種材料結(jié)合成一體而成的一種新型金屬復(fù)合管材。其一般設(shè)計原則是:基層滿足管道設(shè)計允許應(yīng)力,復(fù)層抵抗腐蝕等。耐蝕合金復(fù)合管兼有基層和復(fù)層的所有優(yōu)點(diǎn),相對于整體合金管能有效降低成本,且在應(yīng)力腐蝕開裂敏感性的氯化物和(或)酸性環(huán)境中有較好的安全性和可靠性。