0Ni70Cu28型合金的机械及耐腐蚀性能

2002-03-18 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel

机械性能：两种镍铜合金的室温机械性能列入表--02中。高温机械性能见表--03,低温机械性能见表--04。

表--02  两种Ni-Cu合金的室温机械性能
牌号 品种及状态 Ób MPa Ó0.2 MPa ð % HB
NCu28-2.5-1.5 板材,固溶态 575 223 45 　
Ni70Cu28 棒材,固溶态 517~620 173~345 35~60 60~80
　 中厚板材,固溶态 483~586 193~345 35~55 60~76
　 薄板,固溶态 483~586 172~310 35~50 <=73
　 无缝管,固溶态 483~586 172~310 35~50 <=75
　 丝材,固溶态 483~655 207~379 25~45 <=75
　 棒材,冷拔+消除应力处理 579~827 379~689 10~22 RC20~85


表--03  NCu28-2.5-1.5合金的高温机械性能
机械性能 150ºC 200ºC 260ºC 427ºC 483ºC 538ºC
Ób, MPa 529 526 530 547 423 371
Ó0.2, MPa 187 178 176 178 129 159
ð, % 43 42 44 47 42 41


表--04  镍铜合金的低温机械性能
牌号 状态 温度
ºC		 Ób
MPa		 Ó0.2
MPa		 ð
%		 ¢
%
Ni70Cu28 冷拔态 -73.3 810 695 21.8 70.2
Ni70Cu28 锻态 -183 884 631 44.5 71.8
Ni70Cu28 锻态 -253 779 665 38.5 61.0
Ni70Cu28 退火态 -183 795 341 49.5 71.9
NCu28-2.5-1.5 退火态 20 490 147 41 --
NCu28-2.5-1.5 退火态 -10 530 177 46 --
NCu28-2.5-1.5 退火态 -40 549 177 47 --
NCu28-2.5-1.5 退火态 -80 588 186 40 --
NCu28-2.5-1.5 退火态 -120 628 196 41 --
NCu28-2.5-1.5 退火态 -180 775 206 51 --

Ni-Cu合金还具有良好的弹性，可作为耐蚀弹性部件在<=232ºC下使用。

耐腐蚀性能：该合金是耐氢氟酸最好的一种金属材料。见图--01和表--05是在实验室内和工厂条件下的实验

表--05  在工厂条件下，Ni70Cu28合金耐氢氟酸腐蚀性能

介   质

温度

腐蚀速度 mm/a
40~60%HF

室温

0.076
工业生产的60~65%HF(含氟硅酸1.5~2.5%；H2SO4 0.3~1.25%;
Fe 0.01~0.03%)		 　

0.559
12%HF+0.2%氟硅酸+1 g/L Fe³+，流速58.5 m/s 　

0.305

虽然Ni70Cu28合金在无氧氢氟酸中很耐蚀，但一些实验表明，在浓度为30%的氢氟酸中Ni70Cu28合金是不耐蚀的。而氢氟酸气相腐蚀又常常较液相严重的多。例如，在40%HF中，液相中腐蚀率仅0.58 g/(m²?h)，但在气相中却高达6.6 g/(m²?h)。一些研究和实际应用表明，在含水并充空气的氢氟酸和氟硅酸气相中，Ni70Cu28合金还会出现应力腐蚀。为此，在产生应力腐蚀的氢氟酸条件，所使用的Ni70Cu28合金制设备，使用前要进行消除残余应力热处理，方法是加热至538~649ºC，保温后冷却。

Ni70Cu28合金在硫酸和盐酸中也有一定的耐蚀性。在室温无空气存在的盐酸中，允许用于浓度<=20%的场合；在有空气存在时，仅允许用于浓度<=10%的场合。在氟气中和在氟化氢气体中耐腐蚀性能亦佳。但有时出现晶间腐蚀或晶界变性。无论是在氢氟酸中还是在氟气和氟化氢气体中，若有氧化剂存在，Ni70Cu28的耐蚀性降低。

在干燥的氯化氢气体中，Ni70Cu28合金最高耐蚀使用温度为<=550ºC。

虽然Ni70Cu28合金耐KOH,NaOH的性能也很好，但与纯镊相比则仍有逊色。


冷热加工，热处理工艺和焊接性能： 与Ni-Cr,Ni-Cr-Mo型耐蚀合金相比，Ni-Cu合金高温下的变形抗力较小，因而易于热加工成型。适宜的热加工温度为649~1177ºC间热加工；对于轻微变形，则可在649ºC下进行，温度较低时的热加工，可使合金获得较高强度和较微细的晶粒度。

与其他奥氏体合金一样，Ni70Cu28等Ni-Cu合金很易冷加工变形，其冷加工硬化倾向稍高于碳钢，但远较奥氏体铬镍不锈钢为低。

为了获得高强度，塑性与耐蚀性的良好配合，Ni70Cu28合金需要进行热处理。，随热处理温度升高，合金强度下降，塑性增加。Ni70Cu28合金的热处理温度一般选在871~649ºC，而消除应力热处理（既降低残余应力又可导致再结晶）可在538~566ºC间进行。

Ni70Cu28合金可采用下述焊接方法及相匹配的焊丝（条）进行焊接；钨极氩弧焊和金属极氩弧焊法，可用Monel填丝60；手工电弧焊可用Monel焊条190；埋弧焊可用Monel填丝60和Incooflux 5埋弧焊剂；当与碳钢或低合金钢焊接时，可用Monel焊条190；当用氧乙炔焊接时，要采用与母材相匹配的焊丝。

物理性能：见下表

表--06 Ni-Cu合金的物理性能
牌 号 密 度
10³ kg/m³		 熔点
ºC		 线膨胀系数
0.000001 /K		 比热容
10³ J/(kg?K)
Ni70Cu28 8.83 1300~1350 93ºC,13.9 93ºC,0.427
　 　 　 204ºC,15.5 204ºC,0.440
　 　 　 316ºC,15.8 316ºC,0.416
　 　 　 427ºC,16 427ºC,0.477
NCu28-2.5-1.5 8.80 --- 室温下，14.0 室温下，0.53

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