由于工作關(guān)系，小編每天都接觸到性?xún)r(jià)比、成本、耐腐蝕性……等關(guān)鍵詞。今天，“祿浩金屬集團(tuán)”小編就和大家聊聊集“高性?xún)r(jià)比、低成本、不影響耐腐蝕性”于一身的鎳基合金復(fù)合板。

        由于鎳基合金具有優(yōu)良的耐腐蝕性，在化工設(shè)備、核工業(yè)、海洋工程、航天工業(yè)、制鹽設(shè)備、環(huán)保工程等方面有著廣泛的應(yīng)用。但是，鎳基合金含鎳量高，故采用全金屬的鎳合金成本高昂。鎳基合金復(fù)合板的出現(xiàn)，既降低了鎳基合金使用的厚度即降低了成本，又用基礎(chǔ)碳鋼基層保證了結(jié)構(gòu)的完整性和安全性，是20世紀(jì)六七十年以來(lái)偉大發(fā)明和材料新應(yīng)用方向。

        爆炸焊接是利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的能量作為能源，使被焊接的金屬形成牢固的固相結(jié)合的一種焊接方法。它既是一種重要的金屬零件（構(gòu)件）連接方法，又是一種基本的金屬材料復(fù)合技術(shù)。爆炸焊接而成的金屬?gòu)?fù)合材料具有單一金屬不可比擬的綜合性能和很高的性能價(jià)格比，尤其是可以節(jié)約貴重稀缺金屬。因此爆炸焊接在材料合成和加工領(lǐng)域具有不可替代的地位。

        1、鎳基合金的種類(lèi)及應(yīng)用

        如之前文章所述，按照合金的主要性能，可以把鎳基合金分為鎳基耐熱合金、鎳基耐蝕合金、鎳基耐磨合金等；按照成分進(jìn)行分類(lèi)，可以分為Ni-Cr-Mo合金、Ni-Mo合金、Ni-Cr-Mo-Cu合金、Ni-Cu合金、Ni-Cr合金等。以下幾種為常見(jiàn)鎳基合金的牌號(hào)。

        Hastelloy C-276（UNS N10276，簡(jiǎn)稱(chēng)C-276合金），一種Ni-Cr-Mo-W合金，具有優(yōu)異的耐點(diǎn)腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能，特別是在含氯離子的煙氣脫硫環(huán)境中的耐蝕性能。廣泛用于煙氣脫硫工程、治污工程、化工設(shè)備等領(lǐng)域。

        Inconel 625（UNS N06625，簡(jiǎn)稱(chēng)625合金），一種Ni-Cr-Mo合金，用于苛刻性腐蝕環(huán)境，尤其是存在縫隙腐蝕、點(diǎn)腐蝕及高溫氧化環(huán)境中。廣泛用于航天工程、化工設(shè)備、石油天然氣開(kāi)發(fā)、治污工程等領(lǐng)域。

        Incoloy 825（UNS N08825，簡(jiǎn)稱(chēng)825合金），一種Ni-Fe-Cr-Mo合金，具有優(yōu)異的耐硫酸和磷酸腐蝕性能，很好的耐點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和晶間腐蝕性能。廣泛用于化工設(shè)備、石油工程、治污工程等領(lǐng)域。

        Inconel 600（UNS N06600，簡(jiǎn)稱(chēng)600合金），一種Ni-Cr-Fe合金，具有很好的耐應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，耐堿腐蝕等性能。廣泛用于石油化工、核工業(yè)等領(lǐng)域。

        Monel 400（UNS N04400），一種Ni-Cu合金，在海水、稀氫氟酸、稀硫酸等腐蝕環(huán)境中具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。廣泛應(yīng)用于海洋工程、制鹽設(shè)備、化工設(shè)備等領(lǐng)域。

純鎳、C2000、C22、601、800、59、31等合金就不具體贅述。“特鋼100秒”本平臺(tái)其它文章皆有詳盡的介紹。

        2、鎳基合金復(fù)合板的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

        鎳基合金一般用作復(fù)合板的復(fù)層材料，基層材料可以是碳鋼及低合金鋼，也可以是不銹鋼。以上所提及的所有鎳基合金，都可以被用來(lái)制作鎳基合金復(fù)合板。

JB4748-2002是鎳基合金以往執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，2010年5月1日，NB/T47002.2-2009標(biāo)準(zhǔn)——《壓力容器用爆炸焊接復(fù)合板 第2部分：鎳-鋼復(fù)合板》實(shí)施，正式取代了JB標(biāo)準(zhǔn)。

較之前的標(biāo)準(zhǔn)變更部分見(jiàn)以下：

        3、鎳基合金復(fù)合板生產(chǎn)流程

        鎳基合金復(fù)合鋼板，從原材料入廠檢驗(yàn)到成品的包裝發(fā)運(yùn)，一般要經(jīng)過(guò)幾十道工序，主要的工序如下：原材料入廠檢驗(yàn)→基、復(fù)材劃線(xiàn)下料→基材拋光除銹→復(fù)材拼接→復(fù)材校平→基、復(fù)材配板→爆炸復(fù)合→無(wú)損檢測(cè)→未結(jié)合區(qū)域補(bǔ)焊→復(fù)合板熱處理→校平→性能檢驗(yàn)→二次無(wú)損檢測(cè)→齊邊定尺→復(fù)材表面酸洗鈍化或機(jī)械拋光→成品檢驗(yàn)→包裝等工序。

        4、鎳基合金復(fù)合板的熱處理

        鎳基合金復(fù)合板的熱處理與奧氏體不銹鋼復(fù)合板的熱處理相比，有著很多相同之處。首先，必須兼顧考慮基材和復(fù)材兩種材料的組織、狀態(tài)、性能等特點(diǎn)。其次要考慮熱處理對(duì)結(jié)合界面強(qiáng)度的影響。鎳基合金復(fù)合板的熱處理又一定的特殊性，鎳基合金自身的固溶處理溫度很高，并要求很快的冷卻速度。而在碳鋼基材正火溫度范圍內(nèi)，多數(shù)鎳基合金敏化嚴(yán)重，析出多種金屬間化合物，降低鎳基合金的耐腐蝕性能。

        以碳鋼及低合金鋼為基材的鎳基合金復(fù)合板，為了兼顧基材的力學(xué)性能和復(fù)材的耐腐蝕性能，多數(shù)采用消應(yīng)力熱處理。而不銹鋼的熱處理方式和鎳基合金的相似，因此，以不銹鋼為基材的鎳基合金復(fù)合板的熱處理就多了一種選擇，即固溶處理。

        下面簡(jiǎn)要介紹幾種鎳基合金復(fù)合板的熱處理方式。

        a、Hastelloy C-276復(fù)合板的熱處理

        資料介紹的C-276合金的固溶溫度為1150～1175℃。從圖2可以看出，C-276合金在700～1050℃溫度范圍內(nèi)，只需很短的時(shí)間，就開(kāi)始敏化，因此，C-276復(fù)合板盡可能在700℃以下進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。如果以不銹鋼為基材，還可以選擇高溫固溶處理。

        b、Incoloy 825復(fù)合板的熱處理

        據(jù)資料介紹，825合金的熱處理溫度范圍是920～980℃，最合適的是940±10℃，快速冷卻，保證材料的耐腐蝕性能。

        825合金可以組合的基材包括C-Mn鋼，Cr-Mo鋼，不銹鋼。以C-Mn鋼和不銹鋼為基材的復(fù)合板，可以直接采用825合金的推薦熱處理工藝。以Cr-Mo鋼為基材的復(fù)合板，可以采用正火+回火或回火的工藝方式。正火工藝采用825合金推薦熱處理工藝，回火工藝推薦采用700±10℃，快速冷卻。

       c、Inconel 625復(fù)合板的熱處理

        625合金的敏化時(shí)間較長(zhǎng)，在正常的熱處理?xiàng)l件下，不容易發(fā)生敏化。因此，625復(fù)合板的熱處理可以正火處理或消應(yīng)力熱處理。以不銹鋼為基材的復(fù)合板，可以選擇固溶處理或消應(yīng)力熱處理。Inconel

        625+Q345R復(fù)合板經(jīng)1000℃的熱處理后，能得到很好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。

        隨著各類(lèi)設(shè)備使用要求的提高，越來(lái)越多的鎳基合金復(fù)合板得到應(yīng)用。復(fù)合板制造過(guò)程中一定要重點(diǎn)注意熱處理質(zhì)量控制。在鎳基合金復(fù)合板的制造過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)復(fù)層鎳基合金的特點(diǎn)、腐蝕性能要求及復(fù)合板自身的特點(diǎn)來(lái)選擇適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚒?shí)踐表明，恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚰饶茏畲蟪潭鹊叵ㄟ^(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力，恢復(fù)和改善基材力學(xué)性能，又能保證復(fù)層鎳基合金的耐腐蝕性能。

        5、鎳基合金復(fù)合板的力學(xué)性能和腐蝕性能的檢驗(yàn)

        鎳基合金復(fù)合板可以采用的標(biāo)準(zhǔn)有NB/T47002.2-2009和ASME SA265等。力學(xué)性能檢驗(yàn)按標(biāo)準(zhǔn)所列項(xiàng)目及用戶(hù)要求進(jìn)行檢測(cè)，如拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)等。NB/T47002.2-2009規(guī)定剪切強(qiáng)度的不小于210MPa，ASME

        SA265規(guī)定剪切強(qiáng)度不小于140MPa。實(shí)踐表明，采用爆炸法生產(chǎn)的鎳基合金復(fù)合板的剪切強(qiáng)度一般不小于300MPa，遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)要求值。拉伸、沖擊等性能達(dá)到基材的要求，保證復(fù)合板在設(shè)備制作和運(yùn)行過(guò)程中所需的強(qiáng)度和韌性，保障設(shè)備安全運(yùn)行。

        對(duì)于復(fù)合后的鎳基合金層的耐腐蝕性能檢測(cè)，是復(fù)合板性能檢測(cè)的一個(gè)重要指標(biāo)。鎳基合金常用的晶間腐蝕試驗(yàn)方法為ASTM G28（A法和B法），評(píng)定鎳基合金的晶間腐蝕傾向。而復(fù)合板復(fù)合后的熱處理，是保證復(fù)層鎳基合金的耐腐蝕性能關(guān)鍵過(guò)程。