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蒙乃尔合金-铜镍合金腐蚀性能-在海水中铸造镍铜合金的疲劳和腐蚀疲劳强度
2016-03-02 19:53:24

 

蒙乃尔腐蚀性能

海水环境 :在静止海水中蒙乃尔的腐蚀率为0.00mm/a。高硅蒙乃尔合金在不同流速下的腐蚀率小于0.020 mm/a,且数值相近,非常适合在流动海水中使用。它既能抗静止海水又能抗高速流动海水的腐蚀,可用于各种海洋环境中的腐蚀部件,包括船舶、航母用材、码头、钻井平台、浅海油田、跨海桥、海底管线等等。

在海水中铸造镍铜合金的疲劳和腐蚀疲劳强度

合金材料

抗拉强度 MPa

屈服强度 MPa

疲劳强度 MPa

腐蚀疲劳强度 5×107(MPa)

65Ni-30Cu

361

172

83

69

63Ni-30Cu-2.8Si

636

498

103

76

66Ni-28Cu-3.6Si

941

703

110

90

66Ni-28Cu-4.0S

1050

890

119

/

氢氟酸:

蒙乃尔在所有浓度和所有温度的氢氟酸中耐蚀。当氢氟酸中含有氧和氧化性盐时,会增加蒙乃尔的腐蚀率,因此操作时,设备中的氢氟酸应与空气隔绝。蒙乃尔受流速影响较小,因此泵、阀门、泡罩等处于流速较高的条件下的设备和零件采用蒙乃尔更合适,在各种浓度的氢氟酸中,蒙乃尔在120℃以下均具有良好的耐蚀性。高硅蒙乃尔在一些氢氟酸中腐蚀速率小于普通蒙乃尔,见下表:

不同含硅量的蒙乃尔在氢氟酸的腐蚀速率

HF

%

腐蚀速率 mm/a

备注

时间 d

蒙乃尔400

Ni68Cu28Si2

Ni68Cu28Si4

25

30

6

0.06

0.12

0.06

无空气,浸入闭口容器

25

80

6

0.72

0.12

0.06

无空气,浸入闭口容器

50

80

6

0.18

0.27

0.60

无空气,浸入闭口容器

50

30

1

2.40

2.10

0.90

有饱和空气,浸入闭口

蒙乃尔在氢氟酸中腐蚀

氢氟酸实验条件:浓度:40%,温度:30℃,隔绝空气,实验时间:144小时

 

蒙乃尔K500

蒙乃尔405

蒙乃尔400

高硅蒙乃尔

高硅蒙乃尔水冷

mm/a

0.1263

0.1109

0.1235

0.0952

0.0441


在浓度小于75%和温度小于135℃的NaOH中,蒙乃尔的腐蚀率小于0.01mm/a,在较低的浓度和较低的温度下,腐蚀率常常低于0.0025mm/a。一般特点:烧碱的腐蚀随温度升高而加剧。蒙乃尔合金可以应用于高温、高浓度的烧碱。在KOH中的腐蚀行为与NaOH中基本相似。在NH4OH溶液中,蒙乃尔的耐蚀性优于纯镍,但只容许在浓度低于3%条件下使用。

蒙乃尔在氢氧化钠中的腐蚀率mm/a

14%

30-35%

50%

72%

74%

熔融

88℃

81℃

51-61℃

121℃

130℃

400℃

500℃

未充空气

未充空气

未充空气

充空气

/

/

/

0.0013

0.0005

0.005

0.008

0.010

0.044

0.127

硫酸

蒙乃尔在还原性的硫酸介质,腐蚀率非常低,在不含空气的30 ℃的硫酸中,蒙乃尔在浓度小于85%的硫酸中都是耐蚀的。浓度高于85%,由于硫酸呈氧化性,强氧化性的硫酸使其腐蚀率剧增。

但高硅蒙乃尔在中低温度下,对于各种浓度的硫酸,其耐蚀性都有较大程度的提高,这是因为合金元素硅提高了合金的耐蚀性。

蒙乃尔在硫酸中的腐蚀率mm/a

硫酸实验条件:浓度78%,温度;:室温;时间:144小时

 

蒙乃尔K500

蒙乃尔405

蒙乃尔400

高硅蒙乃尔

高硅蒙乃尔水冷

mm/a

0.0133

0.0108

0.0092

0.0055

0.0102

在稀的亚硫酸介质中,蒙乃尔的耐蚀性非常好,因而可以作为造纸工业中一些用途中的结构材料。

盐酸

在盐酸中,蒙乃尔在低浓度、较低温度的不含空气的盐酸中是非常耐蚀的。但是在沸腾温度,即使盐酸浓度很稀,此合金也不耐蚀。因此规定,蒙乃尔合金仅能用于室温下,浓度< 15%且不充入空气的盐酸中和浓度<5%,温度较高但也不含空气和氧化剂的盐酸。蒙乃尔K500比蒙乃尔400具有更好的耐盐酸腐蚀性,特别是在沸腾盐酸中。

磷酸

在磷酸中,蒙乃尔合金耐不含氧和氧化剂的<105℃的磷酸腐蚀。试验表明,在50℃以下磷酸中,蒙乃尔的腐蚀率<0.05mm/a;在105℃以下磷酸中,腐蚀率<0.25mm/a。充入空气将加速蒙乃尔合金的腐蚀,特别是在高温中更为明显。

高温腐蚀

在空气和氧中的试验表明,蒙乃尔的抗氧化能力相当好,但是低于纯镍的抗氧化性。此时,蒙乃尔合金表面外层含有CuO和Cu2O,而内层富Ni,基本上是纯NiO。蒙乃尔合金在空气中连续工作的最高温度一般为600℃左右。

在高温蒸气中(无论是干的还是湿的蒸气),蒙乃尔均可以在温度小于485℃下使用。在高流速的蒸气中,蒙乃尔耐冲蚀性能也很好。

受应力的蒙乃尔合金可以温度455℃以下使用,高于这个温度,特别是介于470-500℃时,会发生晶间腐蚀。在150-250℃干蒸气中,试验1000-1150小时,蒙乃尔合金的腐蚀速度为小于0.026mm/a。

在中性和苛性盐中,例如在氯化物盐、硫化物盐、硝酸盐、醋酸盐和碳酸盐中,蒙乃尔具有非常优良的耐蚀性,甚至在热浓盐溶液中的腐蚀率通常小于0.0025mm/a。

熔盐和液态金属

耐熔融的(温度小于500℃)NaOH和KOH的腐蚀,在高温(小于600℃)供热处理使用的熔融苛性和中性盐中,例如氯化物盐、硝酸盐、硝酸盐中,蒙乃尔具有很好的耐蚀性,几乎与纯镍相同。在816℃氟化物混合熔盐中,蒙乃尔没有明显腐蚀。

蒙乃尔在熔融液体Na和NaK中具有良好的耐蚀性,在300℃熔融NaK中则没有发现腐蚀??梢阅?00℃的液态金属汞的腐蚀

蒙乃尔耐磨性能

样品为高硅蒙乃尔时效态,硬度HRC42,在煤油中与Cr18对磨,磨擦系数为0.06,在单位载荷0.5MPa及速度为2.5m/s下,磨损8小时的耐磨性为0.8mg;在煤油中与铝黄铜对磨,磨擦系数为0.035,在单位载荷3.5MPa及速度为0.5m/s下,磨损3小时的耐磨性为0.7mg .


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