而起到固溶強化的作用，另一部分鈦原子在替代相中的鋁原子，進行沉淀強 化。
[0028] 在本發(fā)明中適量的添加鐵可以改善碳在鎳中的溶解度，進而改善合金對晶間腐蝕 的敏感性，提高其抗?jié)B透性能。因此在本發(fā)明的鎳基合金中將鐵的含量控制在2.0% (重 量）~4. 0% (重量）的范圍內，優(yōu)選地控制在2. 2% (重量）~3. 7% (重量）的范圍內。此外， 鐵的使用還可降低合金的成本。
[0029] 在具有鎳-鉻_鐵系統(tǒng)的耐蝕合金中，加入少量的銅原子可明顯地改善合金在含 磷酸根的環(huán)境中的耐腐蝕性，因此在本發(fā)明的鎳基合金中將銅的含量控制在3. 0% (重量)~ 5.5% (重量)的范圍內，以使銅原子能顯著改善鎳在非氧化性酸的環(huán)境中的耐腐蝕性。優(yōu)選 地銅的含量控制在3. 1% (重量）~5. 4% (重量）的范圍內。
[0030] 鎳作為基體元素，可以溶解較多的合金元素進行合金化，而仍然保持奧氏體相的 穩(wěn)定性。因此將鎳作為本發(fā)明鎳基合金的基材，且其含量用于配平鎳基合金的配方，使合金 總量為100%。鎳為面心立方結構且沒有同素異構轉變，幾乎全部高溫合金的基體都是具有 面心立方結構的奧氏體，因為奧氏體比體心立方的鐵素體有更高的高溫強度。奧氏體的高 溫強度較高的原因是它的原子擴散能力較小，即自擴散激活能較高。同時鎳具有較高的化 學穩(wěn)定性，常溫下不易受潮氣、水及某些鹽類水溶液的浸蝕。
[0031] 在本發(fā)明的另一些實施例中，還包括碳和硅。碳與硅可以提高合金強度，但過量的 碳與硅會破壞材料在酸性條件下的耐腐蝕性。因此，在本發(fā)明的鎳基合金中將碳和硅的含 量控制為：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] 盡管在本發(fā)明的實施例中均包括碳和硅的成分，但本領域普通技術人員應該理 解，碳和硅對本發(fā)明的鎳基合金的耐腐蝕性能沒有幫助，因此，在不包括碳和硅的情況下， 本發(fā)明的鎳基合金同樣可以達到耐腐蝕的效果。同時，盡管未對本發(fā)明的鎳基合金中所含 有的雜質進行具體的描述，然而，本領域普通技術人員應該理解，在合金的制造過程中不可 避免的會將微量的雜質保留在成品合金中，這些雜質可能包括氧、磷或硫等。
[0033]適合超臨界水氧化條件下應用的鎳基合金的制備方法：
[0034]將金屬原材料鉻、鎢、鎳、鐵等按要求加入到真空感應爐中，合爐抽空，直至真空度 小于10Pa。然后，以30KW的功率送電開始熔化金屬，持續(xù)十分鐘，再以50KW的功率送電直 至化清。利用紅外檢測儀對爐溫進行檢測，同時調整熔化功率至鋼水溫度穩(wěn)定在1450°C，進 入精煉期，在此溫度下保持爐溫10-15分鐘。在精煉后期，真空度應低于IPa。精煉結束后， 停電停止功率輸送，進行降溫直至凍結結膜，向爐內通入〇. 〇4MPa壓力的氬氣。在合金化步 驟中，送電開化，緩慢地將鋁、鈦加入到熔體中，送大功率攪拌。然后降溫。加入脫硫劑，對 感應爐進行抽空，再以〇. 〇4MPa的壓力通入氬氣，并均勻加入銅。冷凍熔體之后，送電調溫 進行澆注。
[0035] 實施例
[0036] 下面通過具體實施例和對比合金進一步說明本發(fā)明，在以下實施例和對比合金 中，通過在不同環(huán)境(不同溫度、不同pH值以及不同的磷酸根離子濃度）下的掛片試驗說 明本發(fā)明的鎳基合金的耐腐蝕性能，并結合對比合金說明本發(fā)明的優(yōu)勢。表1中，合金實 例1-7為本發(fā)明中相同配方的不同組分含量的鎳基合金，表中數據均為重量百分比，且 "Bal. "用于表示使用Ni配平組分。
[0037] 表 1
[0038]
【主權項】
1. 一種鎳基合金，包括： 鉻，27%(重量）~32%(重量）； 鎢，L 1%(重量）~L 9%(重量）； 鋁，3. 5%(重量）~5. 5%(重量）； 鈦，1. 8%(重量）~2. 3%(重量）； 鐵，2. 0% (重量）~4. 0% (重量）； 銅，3. 0%(重量）~5. 5%(重量）； 基材為鎳。
2.根據權利要求1所述的鎳基合金，其特征在于，鉻的含量為27. 4%(重量）~31. 5% (重量)。
3.根據權利要求1所述的鎳基合金，其特征在于，鋁的含量為3. 6%(重量)~5. 3%(重 量)。
4.根據權利要求1中所述的鎳基合金，其特征在于，鐵的含量為2. 2%(重量）~3. 7% (重量)。
5.根據權利要求1中所述的鎳基合金，其特征在于，銅的含量為3. 3%(重量）~5. 0% (重量)。
6. 根據權利要求1所述的鎳基合金，其特征在于，所述鎳基合金還包括碳和/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.權利要求1-6中任一項所述的鎳基合金在腐蝕環(huán)境中的應用。
8. 根據權利要求7所述的鎳基合金在腐蝕環(huán)境中的應用，其特征在于，所述腐蝕環(huán)境 為超臨界水氧化環(huán)境。
9.根據權利要求8所述的鎳基合金在腐蝕環(huán)境中的應用，其特征在于，所述超臨界水 氧化環(huán)境的pH值介于4至7之間。
10. 根據權利要求8所述的鎳基合金在腐蝕環(huán)境中的應用，其特征在于，所述超臨界水 氧化環(huán)境中包含濃度介于0. 116g/L至0. 348g/L的磷酸根離子。
11. 根據權利要求8所述的鎳基合金在腐蝕環(huán)境中的應用，其特征在于，所述超臨界水 氧化環(huán)境的溫度介于380°C至550°C的范圍內。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鎳基合金，該鎳基合金包括：鉻，27%（重量）～32%（重量）；鎢，1.1%（重量）～1.9%（重量）；鋁，3.5%（重量）～5.5%（重量）；鈦，1.8%（重量）～2.3%（重量）；鐵，2.0%（重量）～4.0%（重量）；銅，3.0%（重量）～5.5%（重量）；基材為鎳。本發(fā)明的鎳基合金在超臨界水氧化環(huán)境中具有良好的耐腐蝕性能，尤其是在含有磷酸根離子的超臨界水氧化環(huán)境中表現出了優(yōu)異的耐腐蝕能力。
【IPC分類】C22C19-05
【公開號】CN104745885
【申請?zhí)枴緾N201310737779
【發(fā)明人】劉揚, 王青, 曹雅琴, 高志遠, 宋成才, 程樂明, 宋慶峰
【申請人】新奧科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月27日