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不锈钢知识

 
超级不锈钢镍基合金材料的介绍-AL-400

简介
        Allegheny Ludlum AL400(UNS N04400)是一种具有良好韧性,用于各种腐蚀环境中的镍—铜合金。该合金通常用于偏氧化性的、中性至中等还原性环境。该材料另一应用领域是海洋环境及其他非氧化性氯化物溶液中。
        该合金作为一种耐蚀材料已有很长的应用历史,二十世纪初期即开发一种高铜镍合金。目前,该合金铜、镍比例已基本固定。象其他工业用纯镍产品一样,AL400合金在退火条件下的强度较低,由于这个原因,可采用不同的退火温度以使材料的强度不同。
技术文件
                                                       AL400相关的技术文件如表1 
产品形式
技术文件
美国的或军队的
ASTM
ASME
AMS
板,薄板和带
B127
SB127
4544
QQ-N-281
无缝管
B163, B165
SB163
SB165
4574
Mil-T-1368
Mil-T-23520
棒和锻件
B164, B564
SB164
SB564
4675
Mil-T-124106
Mil-T-281
/
/
4730, 4731
QQ-N-281
                                                           表2  AL400典型的化学成份 
元素
Wt %
C
0.10
Mn
0.50
P
0.005
S
0.005
Si
0.25
Al
0.02
Ni+Co
余量
Cu
32.0
Fe
1.0
                                                                          表3  物理性能 
密度  g/cm3
8.83
比热  J/kg·K
430
电阻率  μΩ/cm
51.0
温度℃
线膨胀系数  10-6/℃
93
13.9
204
15.5
316
15.8
427
16.0
538
16.4
温度℃
导热率 W/m·k
93
24.1
204
27.8
316
31.0
427
34.0
538
38.1
导磁性
        AL400在退火条件下,在室温时显示出中等或弱的导磁性。该材料的居里温度与室温相近。高于室温时,该材料无磁性。当材料成份变化较小时,对居里温度影响不大。
耐蚀性能
        AL400合金在还原性条件下,较工业用纯镍(UNS N02200)更耐蚀,在氧化性条件下较精炼的铜合金更耐蚀。AL400合金不能用高氧化性酸如硝酸和亚硝酸中,在这种环境中应采用铬不锈钢,如Allegheny ludlum E-Brite合金(UNS S44627或310合金(UNS S31000)。
        在中等还原性酸中,中性或碱性溶液中,可考虑采用AL400合金。该合金在大多数碱、盐、有机物及大气环境中均有好的耐蚀性。该合金可用作苛性碱的冷却器,但在高温、高应力、高浓度的碱液中,该合金会发生应力腐蚀开裂。AL400合金可用于还原性酸中,如硫酸、盐酸中,尤其是酸中无空气或氧化性物质存在时。该合金具有优良的耐氯化物应力腐蚀开裂能力。该材料在海水和咸水中的应用是其主要应用领域。AL400合金在高于371℃含硫气体中,在高于260℃熔融硫磺中将发生腐蚀。
力学性能
    表4  AL400退火态的典型力学性能                 表5 AL400热轧态的典型力学性能 
板,薄板,带的力学性能
 
板的性能
屈服强度
MPa
抗拉强度
(MPa)
延伸率
(%)
弹性模量
(GPa)
 
屈服强度
MPa
抗拉强度
(MPa)
延伸率
(%)
弹性模量
(GPa)
240
520
45
180
 
310
550
30
180
                                                             表6  AL400冷轧态的典型力学性能 
薄板和带
屈服强度
MPa
抗拉强度
(MPa)
延伸率
(%)
弹性模量
(GPa)
650
760
5
180
        在所有条件下,V型缺口冲击韧性值在室温条件下为:135—325焦耳。
高温拉伸性能
        表7为AL400合金在退火态时的高温拉伸性能,在高于343℃时,应考虑材料的抗蠕变性能。
                                                                                         表7 
试验温度℃
屈服强度(MPa)
抗拉强度(MPa)
延伸率(%)
21
215
565
48
93
205
550
47
204
180
520
45
316
175
505
46
427
160
480
48
538
145
370
40
冷成型
        与一般的铬—镍不锈钢一样,AL400合金显示了优良的冷成型性能。该合金的冷作硬化率较301和304不锈钢低,因而在退火之间可进行多次拉拨成型操作,且变形量相对也较大。
焊接
        AL400可以采用不同的方式进行焊接,如气体钨极保护焊,气体金属极保护焊和手工电弧焊。在焊接前,必须对焊接区域进行清洁以避免由于油脂和油漆等造成的脆化,为获得好的焊接接头,材料必须除鳞。
        AL400合金的焊接程序类似于奥氏体不锈钢。一般焊前不需要预热,焊后也不需要热处理。焊接接头设计也类似于奥氏体不锈钢,但有以下两点不同:
        首先,为了适应粘滞的熔融焊接金属,必须增大坡口的角度,以使焊接金属能填满接头。其次,由于该合金具有较高的导热性和高纯度,焊接时的穿透性较奥氏体不锈钢低。
热处理
        AL400合金的退火温度范围为760-980℃。成型操作后热处理的目的是软化材料同时维持材料较细的晶粒。退火应在无硫的气氛中进行,在退火温度范围内,硫将使材料变脆。冷变形的材料可在低温进行消除应力,如在约300℃保持1—3小时。大量的AL400合金在投入使用时并不进行终热处理,其目的是增加材料的强度。
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