，在腐蚀环境中，铝形成致密的三氧化二铝氧化膜，并阻隔氧原子的扩散，从而 提高合金的抗氧化和抗热腐蚀性能。
[0028] 在本发明的镍基合金中，添加量控制在1. 1%(重量)至1. 5%(重量）的范围内的钴 可以显著地提高提合金的耐磨性能及耐腐蚀性能，在温度较高时的环境中，本发明的镍基 合金中的钴与碳可以形成难熔的碳化物。这种碳化物在镍基合金中不易转化为固体溶体， 且其扩散活动性小，从而进一步提高了本发明镍基合金的耐腐蚀性能。
[0029] 镍作为基体元素，可以溶解较多的合金元素进行合金化，而仍然保持奥氏体相的 稳定性。因此将镍作为本发明镍基合金的基材，且其含量用于配平镍基合金的配方，使合金 总量为100%。镍为面心立方结构且没有同素异构转变，几乎全部高温合金的基体都是具有 面心立方结构的奥氏体，因为奥氏体比体心立方的铁素体有更高的高温强度。奥氏体的高 温强度较高的原因是它的原子扩散能力较小，即自扩散激活能较高。同时镍具有较高的化 学稳定性，在500°C以下几乎不氧化。常温下不易受潮气、水及某些盐类水溶液的浸蚀。
[0030] 在本发明的其他一些实施例中，镍基合金还还包括含量控制在0. 4%(重量)至0. 6% (重量）的范围内的锰。在本发明的镍基合金中，锰既坚硬又富有韧性，使得合金易于加工。
[0031] 在本发明的另一些实施例中，还包括碳和硅。碳与硅可以提高合金强度，但过量的 碳与硅会破坏材料在酸性条件下的耐腐蚀性。因此，在本发明的镍基合金中将碳和硅的含 量控制为：碳的含量小于或等于0.05% (重量)，硅的含量小于或等于0.2% (重量)。
[0032] 本领域普通技术人员应该理解，锰仅起到便于加工的目的，且在没有锰组分的情 况下本发明的镍基合金也可以达到相同的耐腐蚀的效果；碳和硅对本发明的镍基合金的耐 腐蚀性能没有帮助，因此，在不包括碳和硅的情况下，本发明的镍基合金同样可以达到耐腐 蚀的效果。同时，尽管未对本发明的镍基合金中所含有的杂质进行具体的描述，然而，本领 域普通技术人员应该理解，在合金的制造过程中不可避免的会将微量的杂质保留在成品合 金中，这些杂质可能包括氧、磷或硫等。
[0033] 适合亚临界水氧化条件下应用的镍基合金的制备方法：
[0034] 将金属原材料铬、钨、钥、钴与镍按要求加入到真空感应炉中，合炉抽真空，直至真 空度小于l〇Pa。然后，以30KW的功率送电开始熔化金属，持续十分钟，再以50KW的功率送电 直至化清。利用红外检测仪对炉温进行检测，同时调整熔化功率至钢水温度稳定在1480°C， 进入精炼期，在此温度下保持炉温10-15分钟。在精炼后期，真空度应低于IPa。精炼结束 后，停电停止功率输送，进行降温直至冻结结膜，向炉内通入〇. 〇4MPa压力的氩气。在合金 化步骤中，送电开化，缓慢地将铝加入到熔体中，送大功率搅拌。然后降温，加入脱硫剂，对 感应炉进行抽空，再以〇.〇4MPa的压力通入氩气。在优选实施例中，再均匀加入锰。冷冻熔 体之后，送电调温进行浇注。
[0035] 实施例
[0036] 下面通过具体实施例和对比合金进一步说明本发明，在以下实施例和对比合金 中，通过在不同环境(不同温度、不同pH值以及不同的氯离子浓度）下的挂片试验说明本发 明的镍基合金的耐腐蚀性能，并结合对比合金说明本发明的优势。表1中，合金实例1-7为 本发明中相同配方的不同组分含量的镍基合金，表中数据均为重量百分比，且"Bal. "用于 表示使用Ni配平组分。
[0037] 表 1
【主权项】
1. 一种镍基合金，包括： 铬，17% (重量）~20% (重量）； 钨，4. 0% (重量）~6. 0% (重量）； 钥，11% (重量）~13% (重量）； 铝，L 5% (重量）~2. 1% (重量）； 钴，1. 1% (重量）~1. 5% (重量）； 基材为镍。
2. 根据权利要求1所述的镍基合金，其特征在于，铬的含量为17. 8% (重量）~19. 2% (重量)。
3. 根据权利要求1所述的镍基合金，其特征在于，钨的含量为4. 2% (重量)~5. 7% (重 量)。
4. 根据权利要求1中所述的镍基合金，其特征在于，钥的含量为11. 3%(重量)~12. 7% (重量)。
5. 根据权利要求1所述的镍基合金，其特征在于，所述镍基合金还包括0.4% (重量)~ 0? 6% (重量）的锰。
6. 根据权利要求1所述的镍基合金，其特征在于，所述镍基合金还包括碳和/或硅，其 中，碳的含量小于或等于0.05% (重量)，硅的含量小于或等于0.2% (重量)。
7. 权利要求1-6中任一项所述的镍基合金在腐蚀环境中的应用。
8. 根据权利要求7所述的镍基合金在腐蚀环境中的应用，其特征在于，所述腐蚀环境 为亚临界水氧化环境。
9. 根据权利要求8所述的镍基合金在腐蚀环境中的应用，其特征在于，所述亚临界水 氧化环境的pH值介于4至7之间。
10. 根据权利要求8所述的镍基合金在腐蚀环境中的应用，其特征在于，所述亚临界水 氧化环境中包含浓度介于0.〇61g/L至0.182g/L的氯离子。
11. 根据权利要求8所述的镍基合金在腐蚀环境中的应用，其特征在于，所述亚临界 水氧化环境的温度介于300°C至370°C的范围内。
【专利摘要】本发明提供了一种镍基合金，包括：铬，17%（重量）～20%（重量）；钨，4.0%（重量）～6.0%（重量）；钼，11%（重量）～13%（重量）；铝，1.5%（重量）～2.1%（重量）；钴，1.1%（重量）～1.5%（重量）；基材为镍。本发明的镍基合金在亚临界水氧化环境中具有良好的耐腐蚀性能，尤其是在含有氯离子的亚临界水氧化环境中表现出了优异的耐腐蚀能力。
【IPC分类】C22C19-05
【公开号】CN104745882
【申请号】CN201310736912
【发明人】刘扬, 程乐明, 宋成才, 高志远, 王青, 曹雅琴, 宋庆峰, 谷蔚
【申请人】新奥科技发展有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月27日