机械性能:
两种常用镍钼合金的室温机械性能
牌号 |
品种,状态 |
Ób
MPa |
Ó0.2
MPa |
ð5
% |
HB |
0Ni65Mo28Fe5V |
ø30棒材,固溶态
3mm板材,固溶态
0.5mm带材,固溶态
冷轧带,冷轧态
|
842
902
1000
1770 |
382
388
348
|
45
50
37
9.3 |
95
92
212(HV)
|
00Ni70Mo28 |
1.2~3.1mm薄板,固溶态
2.5~8.9mm板材,固溶态
9.1~51mm厚板,固溶态
|
877
937
885 |
424
399 |
61
53
61 |
95
94 |
在540~800°C范围内,镍钼合金有一个低塑性区,这与合金中Ni3Mo,Ni4Mo金属间相的沉淀导致合金脆化有关。延长保温时间,脆化倾向还会增加。为此,含Mo约30%的镍钼合金不允许在540~800°C间长期使用。即使焊后在此温度范围内消除应力也应注意。
耐腐蚀性能:
向镍中加入大量钼而发展起来的镍钼耐蚀合金在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能,特别是在盐酸中,它可耐常压下任何浓度,任何温度的盐酸腐蚀(见图01)。
同时,还耐硫酸(图02)和醋酸,磷酸,甲酸以及氯化氢气体等的腐蚀。但是,当酸中含有氧和氧化剂存在时以及当一些酸中含有Cl¯时,镍钼合金的耐腐蚀性要显著降低(见图02)。因此,镍钼合金不宜在含有氧或氧化剂的一些酸中使用。在用于耐盐酸腐蚀的用途中,当需要与钢铁,铜等金属相连接时,由于Fe³+,Cu²+等氧化性离子会进入酸中,故这种情况下不宜选用镍钼合金来制造设备和部件。
截止目前,几代镍钼合金的发展主要是为了解决该合金的晶间腐蚀的敏感性。镍钼合金对晶间腐蚀敏感主要是由于焊后经敏化温度(550~900°C或>=1200°C)处理后,沿晶界富钼相的析出,导致晶界钼贫化所致。研究表明,在高温(>=1200°C)下,是由于M6C,M2C以及含Fe,Mo的Ó相的存在;在580
~ 900 °C,则是由于M6C,M2C,以及Ni3Mo(高于850 °C)和Ni4Mo(低于850
°C)金属间相的沉淀。为此,近期任何改进后的镍钼合金均具有超低碳,含碳化物稳定元素(V)以及低Si,低Fe(控制高钼金属间相析出)等特点。
镍钼合金在几种沸腾酸溶液中的腐蚀率(mm/a)
介质牌号 |
0Ni70Mo28 |
0Ni68Mo28Fe5V |
醋酸浓度,10%
醋酸浓度,30%
醋酸浓度,50%
醋酸浓度,70%
醋酸浓度,99% |
<0.02
0.01
0.01
<0.01
<0.01 |
|
磷酸浓度,10%
磷酸浓度,30%
磷酸浓度,50%
磷酸浓度,85% |
0.05
0.08
0.15
0.63 |
0.025
0.076
0.076
0.71 |
甲酸浓度,10%
甲酸浓度,20%
甲酸浓度,30%
甲酸浓度,40%
甲酸浓度,60%
甲酸浓度,89% |
<0.01
<0.02
<0.02
<0.02
<0.02
<0.02 |
|
表4是两种合金焊前,焊后耐蚀性的比较。显然,0Ni70Mo28的耐蚀性,特别是焊后有了明显的提高。
在20%沸腾的盐酸中合金的耐蚀性(mm/a)
合金牌号 |
焊前(固溶态) |
焊后 |
0Ni70Mo28 |
0.38 |
0.40~0.51 |
0Ni65Mo28Fe5V |
0.91 |
>1.49 |
即使0Ni70Mo28合金敏化态耐晶间腐蚀性能有了显著提高,但也不允许在540~820°C范围内长期使用,因为,在此条件下它仍然具有被敏化的危险。
冷热加工,热处理工艺及焊接性能:
镍钼耐蚀合金热加工温度范围一般为1000~1200°C,适宜的加热温度为1180~1230°C。在热加工过程中,允许中等程度(25~40%)的变形。
镍钼合金的冷加工硬化倾向高于奥氏体Cr-Ni不锈钢。为此,冷加工过程中需要中间退火以恢复其塑性。冷变形量越大,为了获得同一硬度所需要的退火温度亦越高。由于镍钼合金较奥氏体不锈钢变形抗力大,故为获得相同的冷变形需要更大的外力。研究表明,冷加工变形对镍钼合金耐盐酸的腐蚀性能没有影响(见表5)。镍钼合金的切削加工性能与18-8不锈钢相似。
冷加工变形对0Ni70Mo28合金耐蚀性的影响
变形量,% |
硬度,HRC |
腐蚀率,mm/a |
固溶态未变形
10
20
30
40
50 |
92(HRB)
32
38
43
44
45 |
0.36
0.36
0.36
0.33
0.36
0.36 |
镍钼合金的焊接性能与奥氏体不锈钢相近,可采用各种常规焊接方法焊接。
镍钼合金的热膨胀系数低于碳钢;热导率为碳钢的1/4;电阻率则远较碳钢为高。这些特点焊接时均需加以注意。
镍钼合金焊后可空冷或水冷。但对一些耐腐蚀用的设备,部件,焊后必须进行固溶处理。
在进行异材焊接时,填丝和焊芯要用两者中电位较正者,一般多系选用镍钼合金。
当用镍钼合金板材制造设备衬里时,与碳钢基体(外壳)之间可用焊接连接。但是每条焊缝的焊接道次不少于3道。
物理性能:两种合金的物理性能见下表
两种合金的物理性能
性能牌号 |
0Ni65Mo28Fe5V |
0Ni70Mo28 |
密度
10³kg/m³ |
9.24 |
9.217 |
比热容
10³J/(kg*K) |
0.38(100°C)
0.444(300°C)
0.465(500°C) |
0.389(100°C)
0.423(300°C)
0.444(500°C) |
热导率
10²W/(m*K) |
0.111(100°C)
0.147(300°C)
0.184(500°C) |
0.122(100°C)
0.146(300°C)
0.173(500°C) |
线膨胀系数
0.000001 /K |
11.2(20~100°C)
11.5(20~300°C)
11.7(20~400°C) |
-----
11.2(20~300°C)
11.5(20~400°C) |
电阻率
µ欧姆*m |
1.35(室温) |
1.38(100°C) |
|