No14054 海洋用紧固件合金 - Nickel Institute.PDF

No.14054 海洋用紧固件合金 R ．W ．Ross 摘 要 含镍合金是海水或海洋环境用紧固件可选用的一种材料。这类合金的强度比铜一镍合金、不 锈钢和镍基合金高得多。本文简要回顾了这类合金的耐海水腐蚀性能，当选择紧固件用合金时，电化学腐 蚀和缝隙腐蚀是应予考虑的临界条件。为了帮助设计师们正确选择海洋用紧固件的含镍合金，我们提供了 这份指南。 关键词 船舶、腐蚀、坚固件、铜、镍、不锈钢、铝、钢、合金、电化学、环境、浸蚀、缝隙腐蚀、 应力腐蚀、氢脆、指南 1 前 言 在以前的文献中，评介过铜、铁、铝和钛基合金紧固件的耐海水腐蚀性能[1] 。讨论过各 种腐蚀形式和几种损坏机理对在海洋环境中使用的紧固件的影响。为了帮助设计师们正确地 选择用于海洋环境中的坚固件材料，作者提供了这份指南。 本文是这项工作的必威体育精装版资料。关于紧固件系统在海水腐蚀中的信息是基于检索的文献和 作者个人的经验。其目的是对耐海水腐蚀的紧固件选材提供有用的指导，并推荐具有很好的 耐海水腐蚀和更高强度的含镍合金。 如果最初选材是正确的，在海洋环境中使用的紧固件能够得到满意的使用性能。本文的 最终目的是通过采用成本效益型的、安全和耐用的材料来防止紧固件的损坏。 2 海洋用紧固件含镍合金 海洋用紧固件所采用的含镍合金的评价见表 1~6。两种高强度的沉淀硬化铜一镍合金是 可选用的[2] 。它们含有大约18％的镍和5 ％的锰并通过添加铝、铬、铁和铌进行强化，见表 1。这两种合金具有非常好的类似于90 ％铜－10％镍的耐海水腐蚀性能。表2 列举了两种双 相不锈钢和一种含6 ％钼的不锈钢。与316 型不锈钢相比，这些合金在海水环境中具有更高 的强度、更好的耐氯化物应力腐蚀断裂性能和更好的耐缝隙腐蚀性能。 表1 沉淀硬化铜基紧固件 表2 不锈钢紧固件合金的化学成分，wt ％ 合金的化学成分，wt ％ 合 金 Fe Cr Mo 其 它 合 金 Cu Ni Mn 其它 2507 平衡量 25 4 7 ％ Ni , N Cu+Ni+ 平衡量 18 5 Al,Cr,Fe,Nb 225 平衡量 25 3.5 6% Ni,Cu,N Cu-Ni 130 平衡量 14.5 0.3 3% Al , Fe 6% Mo 平衡量 20 6 25%Ni,Cu,N 含大约9 ％~16 ％钼的镍基合金具有非常好的耐海水腐蚀性能，见表3 。为了获得好的力 学性能，这种合金能够进行冷加工，这些合金用于允许出现腐蚀的场合。 沉淀硬化镍基合金见表4[3][4][5]它们是通过添加铝、钛、铌和钴进行强化的。通过冷加工 和时效处理而获得高强度。这些合金由于含钼和铬较高也具有极好的耐海水腐蚀性能。然而， 合金925 的耐海水腐蚀性能能不如316 型不锈钢那样好，所以，它必须采取阴极保护措施， 才能使用于海水环境。含钼量相同的那两种合金也是这样。 表3 镍基紧固件合金的化学成分,WT％ 表4 沉淀硬化镍基紧固件合金的化学成分，WT ％ 合金 Ni Cr Mo 其它 合金 Ni Cr Mo 其它 625 平衡量 22 9 Fe,Nb 925 平衡量 21 3 32 ％Fe,Cu,Nb,Ti,Al C-276 平衡量 16 16 Fe,W 725 平衡量 21 8 8%Fe,Nb,Ti,Al 59 平衡量 23 16 Fe 625+ 平衡量 21 8 7%Fe,Nb,Ti,Al 686 平衡量 21 16 Fe,W MP 35N 35 20 10 35%Co 紧固件用材料的一个重要要求是强度。表5 中所