AL-6XN耐腐蚀性能

AL-6XN含有较高水平的Cr、Mo、Ni,其中Mo的含量达到6~7%,使AL-6XN有优异的耐点蚀和缝隙腐蚀的能力。

下表是依据ASTM标准对几种合金所进行的耐腐蚀性能测试结果:

合金 成分(Wt.%) PREN1 CCCT2 ℃ CPT3 ℃ CPT4 ℃
Cr Mo N
304 18.0 0.06 19.8 <-2.5
316 16.5 2.1 0.05 24.9 <-2.5 15
317 18.5 3.1 0.06 30.5 1.7 19 25
904L 20.5 4.5 0.05 36.9 20 40 45
AL-6XN 20.5 6.5 0.22 47.6 43 80 78

 

1 PREN=Cr+3.3(%Mo)+30(%N) “点蚀当量”

2 基于ASTM G-48B标准(6%FeCl372小时,有缝隙)“临界缝隙腐蚀温度”

3 基于ASTM G-48A标准(6%FeCl372小时)“临界点蚀温度”

4 测试溶液:4%NaCl+1%Fe2(SO4)3+0.001 M HCl “临界点蚀温度”

在AL-6XN中Cr是对抗中性和氧化性环境腐蚀的主要元素。Cr、Mo、N增加了Al-6XN的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力,Ni,Mo增加了材料对氯离子应力腐蚀和缝隙腐蚀的抵抗能力,也让合金在还原性环境下有良好的耐蚀性能(如稀硫酸)。

下表是不同腐蚀环境下的腐蚀性能试验结果:

试验环境 (沸腾) 腐蚀速率 mm/a
316 AL-6XN
基本试样 焊接试样(自熔) 基本试样 焊接试样(自熔)
20%醋酸 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01
45%蚁酸 0.28 0.26 0.06 0.07
10%草酸 1.02 0.99 0.19 0.23
20%磷酸 0.18 0.16 <0.01 <0.01
10%氨基磺酸 1.62 1.58 0.24 0.27
10%硫酸 9.44 9.44 1.83 1.94
10%硫酸氢钠 1.06 1.06 0.12 0.17
50%氢氧化钠 3.12 3.45 0.29 0.28
65%硝酸 0.87 0.74 0.66 0.66
1%盐酸 5.33 5.49 5.16 5.16

 

下表表明了不同合金在化工环境中的腐蚀对比情况:

试验溶液和温度 ℃ 腐蚀速率 mm/a
304 316 Alloy 20 C-276 AL-6XN
0.1%盐酸 90 <0.01
0.2%盐酸 70 0.46 <0.01
60%硫酸 50 0.10 0.12
95%硫酸 30 0.28 <0.01
85%磷酸 70 0.06 <0.01
10%硝酸 90 0.22 <0.01
65%硝酸 116 0.21 0.87 0.23 23.1 0.66
65%硝酸+2%盐酸 50 0.28 0.21
10%硝酸+3%氢氟酸 70 157 64.4 7.64 6.70 2.62
80%醋酸 103 0.13 <0.01
50%蚁酸 105 0.46 0.06


点腐蚀

AL-6XN耐氯离子的点蚀和缝隙腐蚀性能非常优良,在美国,现在已经有超过30000000英尺的薄壁管材应用在海水和盐水工程的换热器上,有的使用已经超过10年,但仍然完好无损,没有发生点蚀和缝隙腐蚀情况。

下表是依据ASTM G48B标准对四种金属在10%FeCl3溶液中的缝隙腐蚀发生情况所做的试验。

合金 缝隙腐蚀发生温度(℃)
304 <-2.5
316 -2.5
AL-6XN 45
Inconel 625 45

 

当然,缝隙腐蚀发生的温度与很多因素有关,例如:缝隙的几何形状、尺寸;缝隙表面的光洁度等。所以此试验的数据有其典型性和普遍性。

试验已经证明AL-6XN对纸浆漂白溶液(含有氯离子或氯的氧化离子)有很好的耐蚀性能。对317L不能使用的场合AL-6XN也可以使用,所以AL-6XN还经常用来维修或升级低合金不锈钢设备。


应力腐蚀

不锈钢材料对抗氯离子的应力腐蚀断裂主要依靠合金中的镍成分。试验表明:合金中的镍含量超过12%时,对氯离子的应力腐蚀就有明显的抵抗力。AL-6XN中的镍含量在24%左右,在沸腾的MgCl2溶液中有良好的耐应力腐蚀性能。同样,当合金中的Mo含量超过3%时,材料对氯离子的应力腐蚀也有良好的抵抗力。AL-6XN中的Mo含量在6%左右,相对来说应该是比较大的Mo含量,同样也增加了它对应力腐蚀的抗性。高含量的Ni和Mo使得AL-6XN对氯离子的应力腐蚀抵抗比304、316、20号合金等要好得多。


冲刷腐蚀

AL-6XN不象铜基合金,它在高冲刷的环境下不会增加腐蚀率。


晶间腐蚀

AL-6XN是采用先进的AOD工艺冶炼制得,在其中添加了N,但是因为它有极低的含碳量,所以它同样有良好的耐晶间腐蚀性能。

下表是AL-6XN典型的晶间腐蚀试验数据:

试验方法 基本材料 焊接试样
ASTM A262A   (电解刻蚀溶液) 通过 通过
ASTM A262B(G28A) (Fe2(SO4)3-50%H2SO4) 0.39mm/a 0.372mm/a
ASTM A262E        (Cu-CuSO4-16%H2SO4) 没有裂纹                   通过 没有裂纹                   通过
ASTM A262F         (Cu-CuSO4-50%H2SO4) 0.577mm/a 0.599mm/a

 

 

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