可時效硬化的耐腐蝕鎳－鉻－鉬合金的製作方法

2023-05-07 15:58:01

專利名稱：可時效硬化的耐腐蝕鎳－鉻－鉬合金的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可鍛鎳合金，其含有大量的鉻和鉬，與其他必不可少的微量元素一起以允許良好和經濟的熔煉和可鍛處理，其能夠被時效硬化以提供高的強度，其在時效硬化條件下對氧化性介質和還原性介質的均勻腐蝕侵蝕具有高的抵抗性。
背景技術：
可鍛鎳-鉻-鉬(C型)合金是一種在化學加工工業中通用的結構材料。其主要的特徵是對氫滷酸特別是鹽酸具有高耐蝕性，和對氯化物引起的腐蝕現象如蝕斑、裂縫侵蝕和應力腐蝕裂紋具有高的抵抗力。與之相反，奧氏體和兩相不鏽鋼顯示了對氫滷酸和氯化物引起現象的不良抵抗力。
可鍛C型合金的基本結構是面心立方。這也是鎳的結構，其是一種可延展和相當耐腐蝕的金屬，其中可以溶解大量的有用元素如鉻和鉬。值得注意的是，鎳用於穩定奧氏體不鏽鋼中的同樣結構。
C型合金的鉻含量範圍為約15-25wt％，而同時其鉬含量範圍為約12-20wt％。鉻的主要功能是在氧化性酸溶液中提供鈍化(passivity)；這也是其在不鏽鋼中的主要功能。鉬大大提高了鎳對還原性酸特別是鹽酸的抵抗力，並增加了其對局部侵蝕(蝕斑和裂紋腐蝕)的抵抗力，這或許是因為這些形式的侵蝕包含了鹽酸的局部形成。鉬由於其原子尺寸而對固溶體提供了一些強化。
可選的微量元素添加劑包括鐵和鎢。包括鐵的主要目的是減少熔煉期間爐料的成本。有趣的是，在大多數最近開發的C型合金中，鐵已經被歸入雜質的角色中，以增加其它更有用元素的溶解度。鎢有時用作部分替代鉬。實際上，在某些C型合金中，已經顯示特定的鎢-鉬比例對局部侵蝕提供了增加的抵抗力(美國專利第4533414號)。
現有鎳-鉻-鉬合金的成分在表1中給出。它們都是HASTELLOY C型合金的衍生物，該合金是一種1930年代早期取得專利權的鑄造材料(美國專利第1836317號)。在稍後的年代裡，在1940和1960之間，也產生了可鍛產品形式的HASTELLOY C型合金。在ASTM標號CW-12MW下，現如今依然使用該合金鑄件。
在1960年代，熔煉技術的發展允許對微量元素特別是碳和矽進行較大的控制，通過有害的碳化物和金屬間相的析出，這些元素在焊接期間促進了鎳-鉻-鉬合金的敏化性。美國專利第3203792號描述了一系列低碳和低矽的鎳-鉻-鉬合金。該專利的商業實施被開發和銷售為HASTELLOY C-276合金，其仍然是該系列最廣泛使用的合金。
為了進一步減小有害相形成的趨勢，在1970年代，開發並獲取授權了一種無鎢低鐵組成，牌號為HASTELLOY C-4的合金(美國專利第4080201號)。
在1980年代早期，開發了HASTELLOY C-22合金(美國專利第4533414號)。其設計用於比C-276合金更寬的環境範圍，並對氯化物引起的蝕斑和裂縫侵蝕具有增強的抵抗力。值得注意的是，其鉻的含量顯著地較高於C-276合金，並發現所希望的一個特定的鉬-鎢比例。
在1980年代後期和1990年代早期，引入了兩種另外的鎳-鉻-鉬合金，其主要好處是對氯化物引起的蝕斑具有較高的抵抗力。其中之一(美國專利第4906437號)是一種高鉻、低鎢、低鐵組成稱為合金59，另一種(INCONEL 686合金)是具有低鐵含量的C-276合金的高鉻衍生物。
表1中下面兩個現有技術合金，也就是HASTELLOY C-2000合金(美國專利第6280540號)和MAT-21(美國專利第5529642號)，這兩個合金在1990年代中期引入，與眾不同的是它們分別含有少量的銅和鉭。這兩個元素提高了鎳-鉻-鉬合金的耐腐蝕性。美國專利第5529642號教導，在鎳-鉻-鉬合金中1.1-3.5wt％的鉭改善了耐腐蝕性。
通常，鎳-鉻-鉬合金用於固溶退火和水淬火情況。為了使其耐腐蝕性達到最大，加入C型合金中鉻、鉬等的量超過其在室溫下的溶解度。實際上，在其固溶退火溫度以下(溫度範圍約1900°F-2100°F)這些合金是亞穩定的。實際上合金化程度是由第二相析出的動力學控制的，設計原理是，當水淬火時，這些合金應當保持其固溶退火結構，並且在焊接熱影響區，應當沒有有害的第二相連續晶界析出。
關於通常在C型合金中發現的第二相析出的類型，在C-276合金中觀察到的情況如下1、在300℃和650℃之間的溫度，A2B類型的有序相或在這種情況下為Ni2(Mo，Cr)通過長程有序而產生。析出反應被描述為均勻的，在晶界上或孿晶界上沒有優先析出。在該範圍內較低的溫度下該反應是緩慢的；例如已經確認的是，在425℃下在C-276合金中對於A2B該反應將耗費超過38000小時。
2、在650℃以上的溫度下，三個析出相能在晶界上或孿晶界上不均勻地成核。這些是μ相、M6C碳化物和□相。μ相描述為具有六方晶體結構和A7B6化學計量。M6C具有金剛石立方晶體結構，和□相具有四方形結構。已經發現，在C-276合金中μ相在760℃至1094℃範圍內析出，而M6C碳化物在650℃和1038℃之間的溫度析出。也已經發現，碳化物形成的動力學較快於μ相。
關於這些第二相析出對C型合金性能的影響，公知的是，在超過650℃的溫度下發生的不均勻析出對耐腐蝕性和材料延展性是有害的。另一方面，先前的工作(美國專利第4129464號中描述的)已經表明，在較低溫度下產生的均勻析出反應(A2B有序化)能夠用於強化C型合金，同時維持良好的延展性。然而，該反應可能導致耐腐蝕性的損失。
雖然技術上不是C型合金，但是鎳-鉻-鉬基242合金(美國專利第4818486號)也被包括在表1中。該合金設計用於高溫高強度應用，而不是用在化學加工工業中。在該討論中它是相關的，因為其高強度起源於在C型合金觀察到的相同類型A2B有序化。然而，引起該A2B有序化的時效硬化處理能夠在48小時或較少的，比C型合金這樣的有序化所要求時間顯著較短的時間內完成。然而，對於僅有8％Cr的242合金並不十分適於在化學加工工業中重要的許多環境。
最近，發現了一種強化加熱處理，其導致C型合金在48小時或較少的相對短時間中A2B有序化。但僅當整體組成仔細地按照具體的數值關係控制時，該加熱處理對Cr和Mo水平的相當寬範圍才是有效的。對於許多組成，該兩步加熱處理在導致強化方面是有效的，而在這裡單獨步驟的時效處理將花費顯著較長的時間。48小時或較少的熱處理時間在決定這樣處理的商業實用性方面無疑是重要的。也發現，在兩步時效處理的溫度範圍內，至少在正常所遇到的可鍛C型合金的碳含量下，有害相的析出不會顯著出現。該發現描述在新近的美國專利第6544362號和相關的美國專利公開US-2003-0051783A1中。
給出該知識，在本發明開發期間的目標是確定Ni-Cr-Mo的組成，其將不僅響應於強化熱處理，而且在受到該熱處理時將不會顯著降低耐腐蝕性。
表1現有技術合金的公稱組成(wt％)

發明內容本發明的主要目的是提供一種新的Ni-Cr-Mo合金，其能用48小時或更少時間的熱處理時效硬化以產生高的屈服強度和其他所希望的機械性能如高的最大拉伸強度和拉伸延展性，同時在氧化性以及還原性介質中保持高的耐腐蝕性。
已經發現，該目的能夠在一種合金中實現，該合金包含一定範圍的鉻和鉬，其餘為鎳和各種微量元素以及雜質。然而，已經發現，整體組成應當具有一個位於33.5-35.9之內的P值，在這裡P值由下述等式定義P＝2.64Al+0.19Co+0.83Cr-0.16Cu+0.39Fe+0.52Hf+0.59Mn+1.0Mo+0.68Nb+2.15Si+1.06V+0.39W+0.45Ta+1.35Ti+0.81Zr
且該元素組成以重量百分比給出。
特別地，優選範圍Cr為19.5-22.0wt％、Mo為15.0-17.5wt％、Fe至多3wt％、Mn至多1.5wt％、Al至多0.5wt％、C至多0.02wt％、B至多0.015wt％、Si至多0.5wt％、W至多1.5wt％、Co至多2.5wt％、Nb至多1.25wt％、Ti至多0.7wt％、V至多0.2wt％、Cu至多3.5wt％、餘量為Ni和雜質。金屬雜質鉿、鉭和鋯每一種應當不超過0.5wt％。
最近，我們確定一種兩步時效硬化熱處理，其能夠在48小時或更少時間內完成，並在合金中獲得顯著的抗拉強度和高延展性，所述合金包含12-23.5wt％的Cr和13-23％的Mo，其P值(如上所定義的)在31.2和35.9之間。該熱處理由下述步驟組成將合金在約1275°F-1400°F時效至少8小時，將合金冷卻至約1000°F-1325°F，並將該合金在該溫度範圍保持至少8小時，以及將該合金冷卻至室溫。該熱處理描述在美國專利第6544362號和相關的美國專利公開US2003-0051783A1中。發現受到該熱處理的合金具有極好的抗拉強度和延展性。該強化是由於在面心立方基體中Ni2(Mo，Cr)有序疇(ordered domain)的形成。然而，一般地，預計Ni-Cr-Mo基合金的時效硬化會導致耐腐蝕性的損失。例如，當242合金時效硬化產生Ni2(Mo，Cr)有序疇，其將降低耐腐蝕性，特別是在還原性環境下。類似地，當C-4合金受到長期熱暴露產生Ni2(Mo，Cr)有序疇時，已觀察到耐腐蝕性的損失。在美國專利第6544362號和相關的美國專利公開US2003-0051783A1中描述的時效硬化合金腐蝕試驗的意外結果是，在可時效硬化組成的較寬範圍內，發現一個窄範圍的組成，該組成的合金時效硬化後在氧化性或還原性介質中將沒有耐腐蝕性的損失。它就是本發明中描述的窄成分範圍。


圖1是時效硬化條件下某些Ni-Cr-Mo合金耐腐蝕性曲線。圖中繪製了在氧化性介質(G-28A試驗)和還原性介質(60％H2SO4，93℃)中時效硬化合金的耐腐蝕性相對於合金中Cr的重量百分比的曲線。
具體實施例方式
我提供了一種Ni-Cr-Mo基合金，其包含19.5-22.0wt％的Cr和15.0-17.5％的Mo，其能夠在48小時或更少時間內被時效硬化，以產生高的抗拉強度，同時保持高延展性和在氧化性介質和還原性介質中的耐腐蝕性。然而，我發現，其整體組成應當這樣控制，即其具有一個位於33.5和35.9之間的P值，在這裡P值由下述等式定義P＝2.64Al+0.19Co+0.83Cr-0.16Cu+0.39Fe+0.52Hf+0.59Mn+1.0Mo+0.68Nb+2.15Si+1.06V+0.39W+0.45Ta+1.35Ti+0.81Zr且該元素組成以重量百分比給出。
總計試驗了18種Ni-Cr-Mo合金。其中，17種是實驗合金(標為合金A至合金Q)，另外一種是商業INCONEL 686合金。在表2中給出了全部18種合金的組成連同每種組成的計算P值。
表2本研究中實驗的合金組成

本試驗合金的Cr含量範圍為12.58-22.28wt％，同時Mo含量範圍為14.73-22.48wt％。該合金含有類似數量的鋁和少量的硼、碳、銅、鎂、磷、硫和矽。對於一些合金，特意加入了合金化元素。這些元素包括至多2.29wt％的Co、至多2.76wt％的Fe、至多1.18wt％的Mn、至多1.19wt％的Nb、至多0.46wt％的Ti、至多0.16wt％的V和至多1.06wt％的W。試驗合金的P值範圍為32.2-35.9。商業686合金以製造商生產的形式獲得。686合金中Cr和Mo的含量在試驗合金的範圍之內(分別為20.17wt％和16.08wt％)，同時W含量為3.94wt％，較高於任何一種試驗合金。34.7的P值在試驗合金的範圍之內。18種合金的試驗由兩部分構成拉伸試驗和腐蝕試驗。
首先將描述拉伸試驗。試驗合金在熱軋成0.5」板後在1900°F至2000°F範圍的退火溫度下進行退火30分鐘。選擇退火溫度以獲得一個具有4和5之間ASTM晶粒大小的乾淨的(沒有任何顯著析出的)、再結晶顯微組織。例外的是合金P，其必須在2050°F退火30分鐘才能獲得一個乾淨的顯微組織。這樣導致合金P的晶粒大小為3。在工廠退火條件下商用686合金為0.125」板的形式，且其具有3.5的晶粒尺寸和乾淨的顯微組織。對所有已退火合金進行兩步時效處理，其中它們首先在1300°F進行16小時時效。然後將它們爐冷到1100°F，並在該溫度下進行32小時時效處理。最後，試樣空冷到室溫。進行兩次拉伸試驗，通過下述ASTM E-8試驗過程對這些合金進行斷裂，以確定0.2％永久變形屈服強度、最大拉伸強度和延伸率。試驗結果記錄在表3中。
表3在1300°F/16h/FC至1100°F/32h/AC下時效的試樣的拉伸特性

*686合金以薄板狀試樣試驗，所有其它合金以板狀試樣試驗在商業上可用的工廠退火條件下，Ni-Cr-Mo合金一般具有50-60ksi左右的屈服強度。然而，使用美國專利第6544362號和相關的美國專利公開US2003-0051783A1中所定義的時效處理，某些Ni-Cr-Mo合金的強度顯著增加，同時保持充分的延展性，其中最小時效硬化屈服強度和延伸率分別為70ksi和40％。在表3中可以看出，這兩個特性在本研究的所有18種合金中均可實現。因此，發現全部18種合金接受時效處理後可達到所需的拉伸特性。每一種試驗合金，其屈服強度、最大拉伸強度和延伸率均為可接受的水平。
現在將描述腐蝕試驗。對於試驗合金，試樣取自厚度為0.125」的冷軋薄板。為獲得一種乾淨的再結晶顯微組織的目的，試樣在1900至2100°F溫度範圍內進行退火。同樣的工廠退火686合金薄板(拉伸試驗中使用的)用於腐蝕試驗。試驗是在退火和時效硬化條件的試樣上進行的。對於時效硬化的試樣，所有試樣均與拉伸試樣一樣進行相同的兩步時效熱處理。也就是，在退火之後，它們在1300°F進行16小時時效處理。然後隨爐冷卻至1100°F，並在該溫度下時效32小時。最後試樣空冷到室溫。
腐蝕試驗在兩個不同的腐蝕介質中進行。第一種介質是93℃60％H2SO4的還原性環境。第二種介質是ASTM G-28A試驗所描述的氧化性條件(H2SO4+42g/l Fe2(SO4)3，沸騰)。前一種試驗超過4個24小時周期，而後者超過1個24小時周期。在兩種試驗中表現良好的一種合金可認為其耐腐蝕性是相當通用的，因其能抵抗氧化性介質和還原性介質。對於一種通用的時效硬化耐腐蝕合金，明顯地必須在時效硬化條件下維持該耐腐蝕性。為了建立用於確定一種時效硬化合金在兩種試驗環境中是否具有足夠的耐腐蝕性的標準，將時效硬化條件下的合金與退火條件下商業上成功的C-22合金相比較是公平的，後者的通用耐腐蝕性是已知的。關於上述兩種腐蝕試驗，退火的C-22合金具有在還原環境中＜1毫米/年和在氧化環境中＜2毫米/年的腐蝕速度。
表4在還原性、60％H2SO4、93℃試驗中的腐蝕速度

表5在氧化性、ASTM G28A試驗中的腐蝕速度

對於Ni-Cr-Mo合金A至L，測定了其退火和時效硬化試樣的耐腐蝕性。表4中給出了還原性環境中的結果，表5給出了氧化性環境中的結果。在表中也給出了退火條件下的腐蝕速度與時效硬化條件下的腐蝕速度的比率。由於通常認為時效硬化會降低耐腐蝕性，所以預想的是該比率始終小於1。雖然這是許多合金的情況，在ASTM G28A實驗中發現4種合金以及在硫酸實驗中發現一半合金的比率大於1。也就是，在一些合金中，時效硬化處理實際上改善了耐腐蝕性。對於合金A至L，其在還原性環境中時效硬化的腐蝕速度大部分較低，僅有合金B和K具有較大於1毫米/年的腐蝕速度。然而，在氧化性環境中，時效硬化合金的腐蝕速度一般稍微有點較高，在合金I的情況下高達54.81毫米/年。如上所述，如果一種合金時效硬化後在還原性和氧化性實驗中腐蝕速度分別＜1毫米/年和＜2毫米/年，那麼這種合金被認為是可接受的。利用這些標準，發現合金C、D、E、G和H在兩種環境中具有可接受的耐腐蝕性，而合金A、B、F、I、J、K和L在一種或兩種試驗環境中具有不可接受的耐腐蝕性。有益的是，注意所有可接受合金具有一個在退火條件下的腐蝕速度與時效硬化條件下的腐蝕速度的比率，該比率對於兩種試驗環境為0.8或較大一些。
表6時效硬化條件下的腐蝕速度

合金M至N以及686合金是實質上是有意帶有合金添加劑(也就是，Co、Fe、Mn、Nb、Ti、V或W)的Ni-Cr-Mo合金。這些合金僅在時效硬化條件下試驗其腐蝕性。在表6中給出了還原性介質和氧化性介質試驗的試驗結果。發現合金M至Q在兩個試驗中都具有可以接受的腐蝕速度。然而，時效硬化686合金在這兩個實驗條件下具有不可接受的高腐蝕速度。
將合金M與686合金比較是有意思的。這兩種合金均具有有意的W添加劑。合金M具有1.06wt％的W，而686合金具有3.94wt％的W。這些合金具有類似的所有其它合金化元素的濃度。然而，合金M具有在時效硬化條件下可接受的耐腐蝕性，而686合金沒有。因此，為了確保在時效硬化條件下充分的耐腐蝕性，似乎應該嚴格控制W含量為約1.5wt％或更少(最好為1wt％或更少)。
除了W的影響之外，在時效硬化腐蝕數據中能夠看到一些組成的影響。首先，發現所有可接受合金具有33.7-35.9之間的P值。另外，發現所有P值為33.1或更少的合金具有不可接受的耐腐蝕性。因此，似乎應該將P值嚴格控制在約33.5-35.9之間，最好在約34.0-35.9之間。
在圖1中可以清楚地看到Cr對耐腐蝕性的影響。在該曲線圖中，在還原性60％H2SO4、93℃和氧化性ASTM G-28A兩種試驗中幾種合金的時效硬化腐蝕速度以Cr含量的函數示出。在該圖中，僅僅包括合金A至H。這些合金是含有大於16wt％的Cr、具有33.5-35.9之間P值且沒有顯著的合金添加劑的Ni-Cr-Mo合金。可以看出，對於這些合金，Cr含量的增加伴隨著氧化性環境中腐蝕速度的減小和還原性環境中腐蝕速度的增加。通過將Cr含量控制在約19.5-22wt％之內、最好在19.9-21.4wt％之間，應該可以滿足所有耐腐蝕性標準。
隨著將Cr含量和P值(其由整體合金組成確定)控制在一定的允許範圍之內，Mo含量必須具有一個限制的允許範圍。發現該Mo的含量應當在約15-17.5wt％之間，最好在15.1-17.4wt％之間。
除了對Cr、Mo和W含量的要求之外，關於可能存在與本發明合金中的其它元素也可給出一些建議。
鐵(Fe)不要求，但一般將存在於合金中。目前的數據表明，至多至少約3wt％的水平是可接受的。更優選地，Fe的水平應當至多2wt％。鐵的存在允許廢料的經濟使用，大部分廢料含有殘餘含量的Fe。利用新的爐襯和高純度的爐料，一種可接受的無鐵合金是可能的。在較高於約3wt％的水平，時效硬化熱處理有效性降低。
錳(Mn)不是必須存在，但一般將存在於合金中，因為錳用於控制硫。目前的數據已經表明，至少約1.5wt％水平的錳是可接受的。更優選地，用電弧爐熔煉，隨後進行氬-氧脫碳，錳的水平將在0.1-0.4wt％範圍內。用真空熔煉，具有非常低錳水平的可接受合金是可能的。
鋁(Al)在合金中也不是必需的，但通常將存在於合金中，在氬氧脫碳期間用於氧、熔池溫度和Cr含量的控制。優選範圍為至多0.5wt％，更優選地，用電弧爐熔煉隨後進行氬氧脫碳，為0.1-0.4wt％。超過0.5wt％，Al有助於熱穩定性問題。用真空熔煉，具有很低Al水平的可接受合金是可能的。
矽(Si)常常用於氧和鉻含量的控制，一般將存在於合金中。但Si不是必須存在的。Si的優選範圍為至多0.5wt％，更優選的範圍為至多0.1wt％。由於熱不穩定，在Si的水平超過0.5wt％之後預期存在可加工性問題。用真空熔煉，具有很低Si水平的可接受合金是可能的。
碳(C)不需要存在，雖然在氬氧脫碳期間其儘可能地減小，但通常存在於由電弧爐熔煉工藝生產的合金中。優選的C範圍是至多0.02wt％，超過該數值，通過在顯微組織中碳化物的促進，其會產生熱不穩定性。更優選的範圍是至多0.01wt％。用真空熔煉和高純度的爐料，具有很低C含量的可接受合金是可能的。
鎢(W)不是一個必需的元素，但其可能在合金中以至多1.5wt％的少量存在。W的更優選範圍是至多1.0wt％。
硼(B)不是必需的，但可少量加入，以改善高溫延展性。B的優選範圍是至多0.015wt％，超過該數值，通過硼化物的形成，其可能會產生熱不穩定性。更優選的範圍是至多0.008wt％。
銅(Cu)在這些類型的合金中常常是一種不希望的合金化元素，因為其通常減小可熱加工性。然而，美國專利第6280540號中的數據顯示，在Cr和Mo含量接近這裡所提供合金中這些元素水平的合金中，至多3.5wt％的Cu改善了耐腐蝕性。因此，我預期，至多3.5wt％的Cu能夠存在於本發明的合金中。更優選地，Cu含量應該至多0.5wt％。
目前的數據已經顯示，可以容許許多其它的普通微量合金添加劑。這些添加劑包括至多約2.5wt％的Co、至多約1.25wt％的Nb、至多約0.7wt％的Ti、和至多約0.2wt％的V。在Nb、Ti和V的情況下，這些元素促進氮化物和其它第二相的形成，其含量應當更優選地保持在較低的水平，例如小於0.2wt％，然而，Co能夠以甚至高於2.5wt％的水平故意地加入到本發明的合金中來代替鎳，而沒有明顯地改變其性能，這是因為Co對鎳合金的熱穩定性僅有較小的影響，從而並不知道其會降低耐腐蝕性。然而，該貴元素更優選的範圍是至多1wt％。
可以允許至多約0.5wt％的金屬雜質如Ta、Hf和Zr。在高的水平上，這些金屬可能導致熱不穩定性。更優選的水平是至多0.2wt％。可能以低水平存在的其它雜質包括硫(至多0.015wt％)、磷(至多0.03wt％)、氧(至多0.05wt％)、氮(至多0.1wt％)、鎂(至多0.05wt％)、和鈣(至多0.05wt％)。所包含的最後兩個雜質用於脫氧。
即使試驗的試樣限制於可鍛薄板和板，但是這些合金應當顯示了與其他可鍛形式(如棒材、管材(pipes and tubes)、鍛件和線材)和鑄造、噴射成形、或粉末冶金成形也就是粉末、壓實粉末和燒結壓實粉末相當的性能。因此，本發明包括合金組成的所有形式。
雖然我已經披露了合金的幾個優選實施例，但是，顯然應當明確理解的是，本發明並不局限於此，而是在下面的權利要求範圍之內有多種的具體體現。
權利要求
1.一種Ni-Cr-Mo合金，其能夠被時效硬化以改善強度，同時保持高的耐腐蝕性，其具有如下重量百分比的組成Cr19.5-22Mo15-17.5Fe至多3Mn至多1.5Al至多0.5C 至多0.02B 至多0.015Si至多0.5W 至多1.5餘量為Ni和雜質，金屬雜質Hf、Ta和Zr每一種至多0.5wt％，其中該合金具有一個從33.5至35.9的P值，P定義為P＝2.64Al+0.19Co+0.83Cr-0.16Cu+0.39Fe+0.52Hf+0.59Mn+1.0Mo+0.68Nb+2.15Si+1.06V+0.39W+0.45Ta+1.35Ti+0.81Zr在這裡，該元素組成以重量百分比給出。
2.根據權利要求1所述的Ni-Cr-Mo合金，還包含如下成分，以重量百分比計Co至多2.5Nb至多1.25Ti至多0.7V 至多0.2。
3.根據權利要求1所述的Ni-Cr-Mo合金，包含至多3.5wt％的銅。
4.根據權利要求1所述的Ni-Cr-Mo合金，其中所述雜質包含多種含量的S、P、O、N、Mg和Ca中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的Ni-Cr-Mo合金，其中所述合金是選自由薄板、板、棒材、線材、管材和鍛件組成的組中的一種可鍛形式。
6.根據權利要求1所述的Ni-Cr-Mo合金，其中所述合金是鑄件形式的。
7.根據權利要求1所述的Ni-Cr-Mo合金，其中所述合金是噴射成形的。
8.根據權利要求1所述的Ni-Cr-Mo合金，其中所述合金是粉末冶金形式的。
9.一種Ni-Cr-Mo合金，其能夠被時效硬化以改善強度，同時保持高的耐腐蝕性，其具有如下重量百分比的組成Cr19.9-21.4Mo15.1-17.4Fe至多2Mn0.1-0.4Al0.1-0.4C 至多0.01B 至多0.008Si至多0.1W 至多1.0餘量為Ni和雜質，金屬雜質Hf、Ta和Zr每一種至多0.2wt％，其中該合金具有一個從34.0至35.9的P值，P定義為P＝2.64Al+0.19Co+0.83Cr-0.16Cu+0.39Fe+0.52Hf+0.59Mn+1.0Mo+0.68Nb+2.15Si+1.06V+0.39W+0.45Ta+1.35Ti+0.81Zr在這裡，該元素組成以重量百分比給出。
10.根據權利要求9所述的Ni-Cr-Mo合金，還包含如下成分，以重量百分比計Co至多1Nb至多0.2Ti至多0.2V 至多0.2。
11.根據權利要求9所述的Ni-Cr-Mo合金，還包含至多0.5wt％的Cu。
12.一種Ni-Cr-Mo合金，其能夠被時效硬化以改善強度，同時保持高的耐腐蝕性，其具有如下重量百分比的組成Cr19.92-21.41Mo15.11-17.38Fe0.94-2.76Mn0.29-1.18Al0.11-0.21C 0.003-0.011B 至多0.003Si至多0.07W 0.09-1.06Co0.04-2.29Nb0.01-1.19Ti至多0.46V 至多0.16Ta至多0.02餘量為Ni和雜質，金屬雜質Hf和Zr每一種至多0.5wt％，其中該合金具有一個從33.7至35.9的P值，P定義為P＝2.64Al+0.19Co+0.83Cr-0.16Cu+0.39Fe+0.52Hf+0.59Mn+1.0Mo+0.68Nb+2.15Si+1.06V+0.39W+0.45Ta+1.35Ti+0.81Zr在這裡，該元素組成以重量百分比給出。
13.根據權利要求12所述的Ni-Cr-Mo合金，還包含0.01-0.05wt％的Cu。
14.根據權利要求13所述的Ni-Cr-Mo合金，其中所述雜質包含多種含量的S、P、O、N、Mg和Ca中的至少一種。
15.根據權利要求13所述的Ni-Cr-Mo合金，其中，所述合金是選自由薄板、板、棒材、線材、管材和鍛件組成的組中的一種可鍛形式。
16.根據權利要求13所述的Ni-Cr-Mo合金，其中所述合金是鑄件形式的。
17.根據權利要求13所述的Ni-Cr-Mo合金，其中所述合金是噴射成形的。
18.根據權利要求13所述的Ni-Cr-Mo合金，其中所述合金是粉末冶金形式的。
全文摘要
一種Ni－Cr－Mo合金，其能夠被時效硬化以改善強度，同時保持高的耐腐蝕性，其具有如下重量百分比的成分Cr19.5－22、Mo15－17.5、Fe至多3、Mn至多1.5、Al至多0.5、C至多0.02、B至多0.015、Si至多0.5、W至多1.5、Hf、Ta和Zr每一種至多0.5wt％，餘量為Ni和雜質。根據這裡所披露的等式一些合金元素必須以一定量存在。
文檔編號C22C1/04GK1590570SQ20041003538
公開日2005年3月9日 申請日期2004年4月22日 優先權日2003年9月5日
發明者M·派克·小李 申請人:海恩斯國際公司