，因此在本发明的镍基合金中将铜的含量控制在2. 0% (重 量)~4. 5% (重量)的范围内，以使铜原子能显著改善镍在非氧化性酸的环境中的耐腐蚀性。 优选地铜的含量控制在2. 2% (重量）~4. 3% (重量）的范围内。
[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，还包括钴。添加量控制在0. 7% (重量)至1. 0% (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，在高温的环境中，本发 明的镍基合金中的钴与碳能形成难熔的碳化物。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，从而进一步了提高本发明镍基合金的耐腐蚀性能。
[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，钴仅起到提高合金的晶相稳定性的目的，且在没 有钴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、铁、镍按要求加入到真空感应炉中，在优选实施例中同时加入 钴，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 0.04MPa压力的氩气。在合金化步骤中，送电开化，缓慢地将钛加入到熔体中，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，并均匀加入 锰、铜。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值以及不同的磷酸根离子浓度）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，21% (重量）~25% (重量）； 钛，1. 2% (重量）~1. 9% (重量）； 锰，〇? 7% (重量）~0? 9% (重量）； 铁，5. 0% (重量）~8. 0% (重量）； 铜，2. 0% (重量）~4. 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21. 5% (重量）~24. 8% (重量)。
3. 根据权利要求1所述的镍基合金，其特征在于，铁的含量为5. 5% (重量)~7. 7% (重 量)。
4. 根据权利要求1中所述的镍基合金，其特征在于，铜的含量为2. 2% (重量）~4. 3% (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. 7% (重量)~ L 0% (重量）的钴。
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. 116g/L至0. 348g/L的磷酸根离子。
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，该镍基合金包括：铬，21%（重量）～25%（重量）；钛，1.2%（重量）～1.9%（重量）；锰，0.7%（重量）～0.9%（重量）；铁，5%（重量）～8%（重量）；铜，2.0%（重量）～4.5%（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，尤其是在含有磷酸根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】CN104745886
【申请号】CN201310737891
【发明人】刘扬, 程乐明, 高志远, 宋庆峰, 王青, 曹雅琴, 宋成才
【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