Высококоррозионностойкие сплавы на основе железа и никеля

 

Повышение температур, давлений и агрессивности сред характерно для всех отраслей народного хозяйства, что потребовало использования новых коррозионностойких материалов с аустенитной структурой, а также дисперсионно-твердеющих, упрочняемых карбидами и интерметаллидами.

Так, для осуществления высокотемпературных про­цессов в нефтехимической промышленности используют сплав с аустенитной структурой ХН32Т, сочетающий вы­сокую коррозионную стойкость с удовлетворительной жаропрочностью и структурной стабильностью, а для рабо­ты в пароводяных средах с температурами длительной эксплуатации до 650 °С - сплав 02ХН40МБ, структура которого в закаленном состоянии - аустенит с редкими включениями первичных карбидов ниобия.

Исключительно высокой коррозионной стойкостью в соляной, серной, фосфорной кислотах, а также в хло­ридах и органических кислотах отличаются сплавы на основе системы Ni - Mо (с содержанием до 25…30 % Мо).

Для промышленных сплавов типа Н70МФВ (с содер­жанием 27 % Мо) скорость коррозии в кипящей соляной кислоте (концентрации 15…21 %) не превышает 0,3…0,4 мм/год, а в кипящих растворах, содержащих 10…40 % Н₂SO₄ даже 0,1 мм/год. В уксусной кислоте очень высо­кую коррозионную стойкость сплавы проявляют в при­сутствии бромидных солей. Сплав Н70МФВ-ВИ (вакуумно-индукционной выплавки) отличается повышенной стойкостью против межкристаллитной коррозии, харак­терной для сварных соединений; его после сварки необ­ходимо подвергать термической обработке. Этот сплав используют в машиностроении для изготовления круп­ных емкостей и трубопроводов, эксплуатирующихся в очень агрессивных средах.

Сплав Н65М-ВИ примерно в два раза более стоек в кипящей соляной кислоте и на порядок - в кипящей серной кислоте по сравнению со сплавом 70МВФ-ВИ, но он менее прочен.

Высокой коррозионной стойкостью в окислительных средах (кипящих азотной и хромовой кислотах), высокой жаростойкостью, а также стойкостью, в атмосферах, со­держащих хлор, фтористый водород, обладают упрочня­емые в результате термической обработки сплавы на никельхромовой основе, из числа которых промышленное использование получили ХН58В, ХН78Т и др. Сплав ХН78Т применяют как жаростойкий до 1000 °С, а также как конструкционный материал, стойкий до 540 °С во фтористом водороде и фторе, хлористом водороде и хло­ре. Сплав ХН58В используют для сварных конструкций (например, травильных ванн), работающих в растворах азотной кислоты с присутствием ионов фтора.

Высокой коррозионной стойкостью в кипящих раст­ворах уксусной и муравьиной кислот, в растворах орга­нических кислот и ряда других агрессивных сред окисли­тельного и восстановительного характера обладают спла­вы системы Ni - Сr - Мо, например ХН65МВ, ХН60МБ и др.

Наряду с уникальной коррозионной стойкостью эти сплавы высокопластичны, не охрупчиваются при 600…800 °С, имеют хорошую окалиностойкость (до 1000 °С в окислительных средах), немагнитны.

Применяют их в химическом машиностроении, в теп­лообменниках при производстве уксусной кислоты, минеральных удобрений и других материалов.

Скорость коррозии сплава ХН60МБ (в однофазном состоянии после закалки с 1150…1200 °С) в 10…30 %-ных растворах Н₂SiF₆ (кремнефтористоводородной кислоте) при 80 °С не превышает 0,5 мм/год.

При производстве сложных минеральных удобрений из фосфорсодержащего сырья рекомендуется сплав ХН63МБ с меньшим суммарным количеством хрома и молибдена (Сr + Мо = 36 %). Продолжающийся рост требований к стойкости мате­риалов стимулирует разработку новых сплавов, расши­ряет их применение. Следует, однако, отметить, что все возрастающий дефицит легирующих элементов застав­ляет искать принципиально новые пути обеспечения вы­сокой коррозионной стойкости (методы ионной имплан­тации, плазменной обработки коррозионностойких покры­тий), создание композиционных, коррозионностойких сплавов и другие способы.