为高温用途选择合金所考虑的另一个重要特性是冶金学稳定性,也称为热稳定性,它指的是材料抵抗脆性显微组织相或时效(即高温下长期暴露)析出物形成的能力等。所谓的“时效脆性”主要表现为塑性和韧性的降低,也可能导致耐蚀性的下降。
镍基合金的成分
在化学加工工业中获得广泛应用的耐热和耐蚀镍基合金(这里定义为镍含量**过45%的合金)的化学成分。合金采用常用牌号和UNS代号来识别。虽然早期开发的合金已经失效,但它们仍然沿用原来的商品名称。
镍合金的物理性能与300系列Cr-Ni不锈钢的物理性能类似。不同合金的导热性能和热膨胀特性可能存在显著的差异,在设备设计中需要加以考虑。
镍基耐蚀合金。主要合金元素是铜、铬、钼。具有良好的综合性能,可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。早应用的是镍铜合金,又称蒙乃尔合金;此外还有镍铬合金、镍钼合金、镍铬钼合金等。用于制造各种耐腐蚀零部件。
镍合金的优越性扩展到蠕变断裂,如表4。不锈钢在2000℉ (1093℃)及以上时,其有效强度基本丧失,而镍合金用作中等应力的部件仍能有效发挥作用。例如,对于合金600、601、214、230和333而言,2000℉ (1093℃)时1000小时断裂强度大约为1.0ksi,对于合金617和602CA,这种条件下的断裂强度约为1.4ksi。