用于特殊工况的镍基合金材料系列 (四)
抗碱性溶液腐蚀的性能与合金中的镍含量成正比。这是在碱性溶液介质条件下,选择适用材料需要考虑的一个基本原则。低合金奥氏体钢只能用于腐蚀性较低的碱性介质中,即浓度低于50%、温度低于100℃的碱性溶液。
在服役温度超过315℃(600°F)时,为了避免石墨在晶界析出而破坏材料延展性,最好使用含碳量非常低的纯镍材料。由于较高的镍含量,镍基合金Monel400(2.4360)也可以考虑用来处理碱性溶液。这种合金的耐腐蚀性并不明显低于纯镍,但只有在铜的吸收对生产或需要处理的产品没有影响的前提下,才可选择这种材料。
特别是当碱性溶液中含有氧化剂成分时,表1中下半部分所列的含铬合金材料可以表现出比纯镍更好的耐腐蚀性。此外,选择这类材料也可以有效避免氯化物和次氯酸盐造成的点蚀。实际经验证明,Alloy33(1.4591)在含有25%至50%NaOH、温度在沸点之下的碱性溶液中具有极强的耐腐蚀性。
如表1所示,即使在70%浓度、温度高达170℃的NaOH溶液中,Alloy 33的腐蚀速率依然与目前广泛使用的标准材料Alloy 201和Monel400相当;图中未显示的合金 Alloy 600 L(2.4817)的耐腐蚀表现也大致相同。如果对耐腐蚀性范围有特别的要求,例如,除了碱性溶液腐蚀外还存在其它类型的腐蚀性介质,或者对耐点蚀和缝隙腐蚀性能要求较高的冷却水,则应优先考虑使用Alloy 33(1.4591)。
图1:不同材料在70%浓度、温度为170℃的NaOH溶液中的腐蚀速率
如果在高温下需要材料保持高强度,以及碱性溶液或外部加热气氛中含有硫时,Alloy600 L (2.4817)是理想的选择。
Alloy690(2.4642)专门为碱导致的应力腐蚀开裂而开发。事实上,纯镍也会因为暴露在特别高浓度和高温下的NaOH溶液中,而出现碱导致的应力腐蚀开裂。因此,在镍覆层材料中必须避免产生拉伸残余应力。