2Ni28Cr10Fe 是 Inconel 690 合金的名义成分表述,这是一种镍基合金,具有优良的抗腐性能和热稳定性,以下是其详细介绍8:
化学成分:镍(Ni)含量约为 62%,是主要成分,能提高合金的强度、韧性和抗腐蚀性;铬(Cr)含量约 28%,可在合金表面形成致密的氧化膜,提高抗氧化和抗腐蚀能力,尤其是在氧化性介质中;铁(Fe)含量约 10%,是合金的重要组成元素,有助于维持合金的结构和性能。还含有少量的碳(C)、铝(Al)、钛(Ti)、锰(Mn)、硅(Si)、铜(Cu)、磷(P)、硫(S)等元素,这些元素对合金的性能也有一定的影响,如碳含量较低,有助于减少碳化物的析出,提高合金的耐蚀性。
物理性能:密度为 8.19g/cm³,密度较大;熔点范围在 1343-1377℃,具有较高的熔点,能在高温环境下保持较好的稳定性;热膨胀系数约为 12.7×10⁻⁶/°C(室温至 1000°C),热导率为 9.2W/(m・K)(20°C 时)。
力学性能:室温下的抗拉强度为 690MPa,高温(1000°C)下的抗拉强度为 370MPa,硬度范围为 HB170-220,具有较高的屈服强度和良好的塑性,能承受较大的外力和变形。
耐腐蚀性:在强氧化和还原环境下均表现出良好的耐腐蚀性,能够抵抗硝酸、硫酸、盐水、高温氧化气氛以及一些有机酸和碱性介质的侵蚀。在应力下也具有良好的耐腐蚀性,特别是在硫酸和盐酸等强酸中表现出色。在高温下具有良好的抗氧化能力,能够在氧化环境中形成一层致密的氧化层,保护基材不被氧化和腐蚀。
应用领域:因其卓越的性能,广泛应用于多个领域。在核能领域,主要用于压水堆核电站蒸汽发生器的传热管材料,确保核电站的安全运行;在化工领域,适用于制造换热器、反应器等设备,能够承受各种腐蚀性物质的侵蚀;在航空航天领域,应用相对较少,但在高温部件中表现出色,能够承受极端温度和压力。
加工与热处理:加工难度较大,需要采用特殊的加工工艺和设备。热处理一般为固溶处理 + 特殊热处理(TT 处理),固溶处理温度通常在 950-1150℃之间,保温一定时间后水冷,TT 处理工艺一般为 600-800℃保温数小时至数十小时,冷却方式为水冷,目的是通过高温扩散,提高铬的扩散能力,使贫铬区得到回复,增加电极电位和抗腐蚀能力。
62Ni28Cr10Fe 合金焊接时,需要注意以下方面:
焊前准备
清理焊件表面:必须清除工件表面的油脂、漆、油垢、氧化膜等污物,可采用机械清理或化学清洗的方法,如使用不锈钢丝刷、砂纸打磨,或用丙酮、汽油等有机溶剂擦拭。
选择合适的接头形式:由于该合金熔化焊时熔透性低,熔池小,熔附金属流动性差,宜选用大坡口角度和小钝边的接头形式,以保证熔透。
检查焊接设备:确保焊接设备状态良好,进行必要的校准和调整,如检查焊接电源的输出稳定性、送丝机构的准确性等。
焊接材料选择:焊丝成分应与母材相当,以保证焊接接头的性能与母材相近。焊条电弧焊时,要选择合适的焊条,其药皮类型和成分应适应合金的焊接特点,通常采用低氢型焊条,以减少焊缝中的氢含量,防止产生气孔、裂纹等缺陷。
焊接工艺参数控制
焊接电流和电压:采用较小的焊接电流和合适的电压,以防止焊接材料过热,避免脱氧元素过多烧损以及焊接熔池过分搅动导致焊缝成型不良。具体参数需根据焊件的厚度、接头形式、焊接位置等因素进行调整。
焊接速度:宜采用较快的焊接速度,以减少热输入,防止晶粒长大和合金元素的烧损。但速度也不能过快,否则会导致熔合不良、未焊透等缺陷。
层间温度:严格控制层间温度,一般应控制在 100℃以下,以减少过热,避免产生热裂纹和降低接头的韧性。
焊接操作技巧
钨极氩弧焊(TIG):一般采用直流正极性,高频引弧以及电流衰减、延时断气的焊接技术。施焊时应采取短弧、快速焊,可作微小摆动,但要掌握好焊炬和焊丝的角度。多层焊时注意填满弧坑,防止产生弧坑裂纹。
焊条电弧焊:采用小直径焊条,选用小电流、短弧法施焊。在焊接过程中,焊条适当摆动,把熔化金属送到坡口合适位置,以防止未熔合、气孔等缺陷。接头再引弧时采用反向引弧技术,抑制气孔等缺陷的产生。
气体保护:氩气作为保护气体,要求必须干燥纯度要高,一般要求纯度不低于 99.99%。背面应通以氩气保护,防止焊缝背面氧化。
焊后处理:有时为保证使用中不发生晶间腐蚀或应力腐蚀而采取稳定化处理,但一般不推荐焊后热处理。如果需要进行焊后热处理,应严格控制热处理的温度和时间,避免因过热导致合金性能下降。焊后还需对焊缝进行外观检查,查看是否有气孔、裂纹、未焊透等缺陷,必要时进行无损检测,如射线检测、超声波检测等。