镍基及铁镍基耐蚀合金是为满足不同介质和温度下的耐腐蚀性能要求发展起来的材料;高温合金主要是为了满足高温下具有很好的力学性能和抗高温氧化性能而发展起来的材料。有的国家,此两类合金都称为Superalloy(超级合金)。在国内,耐蚀合金主要为石油、化工、能源等工业部门生产设备服务,其合金研究开发经费也来自这些工业部门,也就自然形成了耐蚀合金这一个分类。高温合金主要是为了航空、航天工业高温工作构件的需求,其研究开发经费也来自这些工业领域,也就形成了高温合金这一个分类。
一、镍基及铁镍基耐蚀合金与高温合金的主要相同点
1. 两类合金的基体大多是以镍或铁镍为基的面心立方奥氏体组织,合金元素主要都是采用铬、钼、钨、铝、钛、铌等元素。由于化学成分和组织相当,所以常常把它们归属为一类合金。
2. 这两类合金都是具有良好的高温性能和耐腐蚀性能。许多合金既是耐蚀合金,用在很强的耐腐蚀介质中,又是高温合金,具有很高的高温力学性能,如 Inconel 625 合金(国内叫GH625 合金)。有些合金可根据耐蚀要求和耐高温要求,在化学成分控制范围内作调整即可。
3. 两类合金大多都有良好抗氧化性能,多数合金都含一定量铬,使合金形成钝化的表面。
二、镍基及铁镍基耐蚀合金与高温合金的不同点
1. 目的不同。耐蚀合金主要目的是满足耐蚀性能的要求;高温合金主要是满足耐高温性能要求。
2. 利用镍的作用不同。耐蚀合金是利用镍的标准电位高和高镍基体能溶解较高的耐蚀元素等的特点;高温合金是利用镍在高温下有良好的组织稳定性特点。
3. 合金元素的作用不同。耐蚀合金含一定量的钼、钨、铬等元素,主要从提高合金的耐蚀性能出发;高温合金主要是利用它们的固溶强化提高性能。耐蚀合金中含一定量铝、钛、铌,主要是利用它们与碳有很强的亲和力,控制碳的有害作用,钛和铌一般含量较低;高温合金主要是利用它们形成Y相能力,起到析出强化作用,一般含量较高,而且含量越高,强化效果越好。耐蚀合金一般不含铝,否则易形成夹杂而降低耐蚀性;高温合金中的铝主要是起到析出强化作用,同时也能提高抗高温氧化性能。
4. 含碳量不同。耐蚀合金一般要求含碳量越低越好,使其耐蚀性能提高;而高温合金则要求一定的含碳量,有的甚至要求很高的含碳量来保证高温性能。