以鎳為基體，含鎳大于50%,具有一定的高溫強度等綜合性能并且能夠耐氧化或水容易介質腐蝕的合金，稱為鎳基耐蝕合金。與之對應的，含鎳大于30%,且含鎳加鐵大于50%的耐蝕合金，習慣上稱為鐵-鎳基耐蝕合金。

　　鎳基耐蝕合金028是一種含超低碳、高鉻以及添加適量鉬、銅的鐵-鎳-鉻基耐蝕合金。該合金是為在強腐蝕介質中使用而開發的，具有抗氯離子應力腐蝕開裂、抗點蝕、抗縫隙腐蝕和許多腐蝕性溶液的能力，還具有良好的耐硫酸、耐磷酸性，對各種酸液均有一定的耐蝕性。

　　028合金廣泛應用于化工設備、輸油、輸氣管道、原油和天然氣的冷卻器、硫酸與磷酸的生產和處理設備、酸洗設備、熱交換器及氟化物的生產設備。近年來，028合金作為油井管材料在含硫的油氣井中被廣泛應用并獲得好評。

　　管材在熱加工（包括鍛造和熱擠壓）過程中都要經歷較長的加熱保溫過程，通常在700~1000℃的溫度區間內，028合金易形成析出相，在晶界和晶內析出碳化物和σ相，使抗晶間腐蝕性能下降。通過選擇合理的熱加工和熱處理工藝獲得析出相較少的組織，進而提高合金的使用性能，需要掌握平衡相的析出規律。高溫合金中主要合金元素含量的變化對其顯微組織、組織穩定性及最終性能有很重要的影響。國內外關于028合金的腐蝕性能的研究較多，但對其析出相的析出規律和合金元素含量對析出相的影響研究很少。

　　鑒于此，科研人員從熱力學計算的角度研究不同合金元素與平衡相的析出量與析出溫度的關系，從而為合金的成分設計、析出相的控制以及在后續的熱加工工藝和熱處理制度的制訂方面提供重要的理論依據。主要通過冶金和材料熱力學數據庫計算軟件Thermo-Calc分析028合金中可能析出的平衡相及合金的化學成分對各相析出規律的影響，這對實際生產具有重要的指導意義。研究結果如下：

　　（1）028合金在鍛造、熱擠壓、冷軋以及長期時效過程中存在不同程度的析出相，主要成分是σ相，σ相呈顆粒狀和針狀分布，它的存在將使合金的抗腐蝕性能顯著降低。因此，需要注意嚴格控制Cr和Mo元素含量，盡量減少和防止σ相的析出。

　　（2）M23C6的析出量和析出溫度分別隨C含量的增加而增多和升高，C含量應控制在0.02%以內；Cr、Mo和Si的含量變化對合金中的碳化物M23C6含量影響較小，Cr、Mo和Si含量應分別控制在26.5%~27.0%、3.0%~3.5%和0.4%以內。

　　（3）Cr和Mo是σ相的主要元素，Si元素能促進σ相的形成，隨著Cr、Mo和Si含量的提高，σ相的析出量也不斷增多，并且其析出溫度也不斷上升。通過計算分析得到Cr、Mo和Si元素含量應分別控制在26.5%、3.5%和0.3%以內。σ相的有害影響可以通過退火溫度為1160℃、退火時間為2h的熱處理來消除。

　　（4）在基體γ相固溶足量的Cr和Mo元素對耐蝕合金的抗腐蝕性能有重要影響。基體γ相中Cr含量隨初始Cr含量的增加而增加；而基體γ相中的Mo含量隨初始Cr含量的增加而降低。初始Cr和Mo含量應分別控制在26.5%~27.5%和3.0%~4.0%之間。

責任編輯：趙澤南

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