ニッケルベースの腐食耐性合金の研究の進歩
ニッケルベースの合金は、多くの産業腐食環境でユニークな腐食抵抗と高温腐食抵抗を備えているだけでなく、高強度、良好な可塑性と靭性も備えており、製錬、鋳造、冷たい、熱い変形、加工、溶接されます。それらは、石油化学、エネルギー、海洋、航空宇宙、その他の分野で広く使用されています。
1組成と分類
ニッケルは、アルカリ溶液では完全に安定しており、活性ガス（フッ素、塩素、臭素、その水素化物など）、水酸化物（NaOH、KOHなど）、およびいくつかの有機物に対する優れた耐食性があります。 。
研究により、合金の腐食抵抗の改善に対する合金要素の効果は、ニッケル合金の表面に形成された不動態化フィルムの安定性に由来することが示されています。ニッケルベースの合金のニッケル含有量は30％を超えており、そのうちW（Ni+Fe）が50％以上であるか、50％以上と呼ばれ、50％以上がニッケルベースの腐食耐性合金と呼ばれます。実際には、それらはすべてニッケルベースの腐食耐性合金と見なすことができます。
2パフォーマンスとアプリケーション
2.1 Ni-Cuシステム
NiとCuは、Monel Alloyと呼ばれる固形溶液合金を形成するために、任意の割合で混合できます。 Ni-Cuは、HF、海水、隙間腐食に対して良好な耐性を持っています。 Monel Alloy Ni70Cu30は、ニッケルベースの腐食耐性合金です。強度と靭性が高く、酸、強力なアルカリ媒体、海水を減らすことにより、腐食に対する優れた耐性があります。通常、フッ化水素酸（HF）、ブライン、ニュートラル媒体、アルカリ塩、酸培地を還元するための機器の製造に使用されます。
モネル合金は、鋳造合金と変形合金（ロール製品）の2つのカテゴリに分けられます。最も一般的に使用されるモネル合金は、モネル400とモネルK500です
モネル合金は、海外の腐食耐性弁、海軍船などで広く使用されています。たとえば、北海の潜水艦石油パイプラインと英国のテムズ橋で使用されるボルトとナッツはすべて、Monel 400とMonel K500でできています。英国のクラスI船のプロペラの主要なシャフトとポンプ部分はすべて、モネル合金でできています。フランスの「チャールズ・デ・ガウル」航空機の航空会社の多くの機器とシステムは、モネル材料で作られています。米国の建物の屋根でさえ、ペンシルベニア駅、ブルックリン美術館、国立美術館、五角形など、モネル合金を使用しています。
2.2 ni-cr、ni-fe-crシステム
NI-cr-feシステムでは、Fe含有量が低い合金はインコール合金であり、Fe含有量が多い合金はIncoloy合金です。 Incoloy Alloyは、45％のFE含有量が高いため、ニッケルベースの合金のFe-Ni-CR合金です。インコルエル合金の鋳造合金はCy240であり、丸められた材料グレードはineonel 600です。イネオロイ合金の巻き材料グレードは、coloy 800合金です。現在の腐食耐性ニッケルベースの合金の中で、バルブ生産におけるそれらの用途は、モネル合金に次ぐものです。
典型的なNI-CR腐食耐性合金には、インコール6 0 0}（国内グレード0cr -15 ni75fe）が含まれます。高温と腐食に耐性があります。 Incenel 690（0cr30Ni60Fe）は、ストレス腐食と顆粒間腐食抵抗を改善し、化学産業で広く使用されています。
2.3 Hasteiloyシリーズ高腐食耐性合金
主な合金要素としてCRとMOを備えた超低カーボンNI-CR-MOシリーズは、Hastelloyシリーズ（Hastelloy）合金とも呼ばれます。 Hastelloyは、HaynesのHAで構成され、Stei.LiteのStell、AloysのOyで構成されています。高度なニッケルベースの合金として、ハステロイは、濡れた酸素、硫酸、強力な酸化塩媒体など、さまざまな過酷な腐食性環境に対して優れた耐食性を持っています。
表5に示すように、ハステロイ合金には主にA、B、C、D、F、G、N、W、およびXシリーズが含まれます。 Hastelloy合金を生産する主要な国際企業には、米国のHaynes International Inc.、特別金属（スーパー合金グループ）、ドイツのThyssenkruppが含まれます。
化学プラントで使用されるハスロイ合金は、主にB、C、およびGです。これらの3種類のハステロイ合金の機械的特性を表6に示します。
（1）Hastelloy b
Bシリーズには、B、132、およびB3が含まれます。典型的な条件下でのこのタイプのハステロイ合金の腐食抵抗を表7に示します。ハスロイB合金には、最高の塩酸酸耐性耐性があります。 Hastelloy B Alloyの炭素含有量を0。0 2％に減らし、Si含有量は0.1％になります。沸騰温度であらゆる濃度の塩酸培地で使用でき、感作状態と溶接後の状態で顆粒間腐食抵抗を改善します。
1990年代には、Hastelloy B -3の発明は、Ni-Mo沈殿フェーズが中間温度を通過するときに沈殿するのが簡単で、処理パフォーマンスを改善するB -2の欠点を完全に変更しました。ただし、Hastelloy BおよびHastelloy B -2合金には非常に低いCRが含まれており、酸化環境では使用できません。
（2）Hastelloy c
Hastelloy CはNI-CR-MOシステムであり、さまざまな環境に適応できる汎用腐食耐性材料です。 Cシリーズには高度な合金があります。 CR要素とMO要素は、それぞれ酸化培地の耐性に抵抗し、培地を減らすことの役割を果たし、一緒に局所腐食に抵抗する役割を果たします（腐食と隙間の腐食を孔食）。
Cシリーズには、C、C -276、C -4、C -22、およびC -2000が含まれます。 Cシリーズの最初の合金であるHastelloy Cは、1930年代に制作されました。 1960年代には、c -276がありました。 1970年代には、c -4がありました。 1980年代には、c -22がありました。 1990年代には、合金59、686、およびC -2000がありました。
電気化学的手法は、NI-CR-MO合金の粒状腐食、局所腐食、ストレス腐食、およびパッシベーション挙動を研究するために海外で使用されました。 S Ghoshの研究は、95度NaClおよびH3PO4溶液で、C -276がUNS N08367およびUNS N08028合金よりも優れた腐食抵抗があることを示しました。
（3）Hastelloy g
Hastelloy GはNI-CR-CU-MOシステムです。 cu含有Ni _ cr _ m 0- Cu合金は、硫酸、リン酸、およびNI-CR-MO合金よりも腐食により耐性があります。 CR含有量が多いNI-CR-MO-CU合金は、硫酸、リン酸、F、Cl、リン酸、湿リン酸を含む硫酸、硫酸、湿リン酸などの培地で良好な耐食性を持っています。 SiおよびBをNI-CR-MO-CU合金に追加すると、高温濃縮硫酸腐食に抵抗し、高硬度と耐摩耗性の高い特性を持つことができます。
Gシリーズには、g、g {-3、g -30、g -50などが含まれます。典型的な環境でのg合金の腐食抵抗を表9に示します。新しいHastelloy G -35は、基本的にCシリーズ合金の組成に近い組成を持つNI-CR-MO合金です。
その発明は依然として強力な酸化および混合酸環境向けに設計されているため、商業ブランドはまだGシリーズとして分類されています。
