超級不銹鋼鎳基合金材料的介紹-AL-400簡介 Allegheny Ludlum AL400（UNSN04400）是一種具有良好韌性，用于各種腐蝕環境中的鎳銅合金。該合金通常用于偏氧化性的、中性至中等還原性環境。該材料另一應用領域是海洋環境及其他非氧化性氯化物溶液中。 該合金作為一種耐蝕材料已有很長的應用歷史，二十世紀初期即開發一種高銅鎳合金。目前，該合金銅、鎳比例已基本固定。象其他工業用純鎳產品一樣，AL400合金在退火條件下的強度較低，由于這個原因，可采用不同的退火溫度以使材料的強度不同。技術文件 AL400相關的技術文件如表1 產品形式技術文件美國的或軍隊的ASTMASMEAMS板，薄板和帶B127SB1274544QQ-N-281無縫管B163, B165SB163SB1654574Mil-T-1368Mil-T-23520棒和鍛件B164, B564SB164SB5644675Mil-T-124106Mil-T-281絲/4730, 4731QQ-N-281 表2 AL400典型的化學成份 元素Wt %C0.10Mn0.50P0.005S0.005Si0.25Al0.02NiCo余量Cu32.0Fe1.0 表3 物理性能 密度 g/cm38.83比熱 J/kgK430電阻率 /cm51.0溫度線膨脹系數 10-6/9313.920415.531615.842716.053816.4溫度導熱率 W/mk9324.120427.831631.042734.053838.1導磁性 AL400在退火條件下，在室溫時顯示出中等或弱的導磁性。該材料的居里溫度與室溫相近。高于室溫時，該材料無磁性。當材料成份變化較小時，對居里溫度影響不大。耐蝕性能 AL400合金在還原性條件下，較工業用純鎳（UNSN02200）更耐蝕，在氧化性條件下較精煉的銅合金更耐蝕。AL400合金不能用高氧化性酸如硝酸和亞硝酸中，在這種環境中應采用鉻不銹鋼，如Alleghenyludlum E-Brite合金（UNS S44627或310合金（UNS S31000）。 在中等還原性酸中，中性或堿性溶液中，可考慮采用AL400合金。該合金在大多數堿、鹽、有機物及大氣環境中均有好的耐蝕性。該合金可用作苛性堿的冷卻器，但在高溫、高應力、高濃度的堿液中，該合金會發生應力腐蝕開裂。AL400合金可用于還原性酸中，如硫酸、鹽酸中，尤其是酸中無空氣或氧化性物質存在時。該合金具有優良的耐氯化物應力腐蝕開裂能力。該材料在海水和咸水中的應用是其主要應用領域。AL400合金在高于371含硫氣體中，在高于260熔融硫磺中將發生腐蝕。力學性能 表4 AL400退火態的典型力學性能 表5 AL400熱軋態的典型力學性能 板，薄板，帶的力學性能 板的性能屈服強度MPa抗拉強度（MPa）延伸率（%）彈性模量（GPa） 屈服強度MPa抗拉強度（MPa）延伸率（%）彈性模量（GPa）24052045180 31055030180 表6 AL400冷軋態的典型力學性能 薄板和帶屈服強度MPa抗拉強度（MPa）延伸率（%）彈性模量（GPa）6507605180 在所有條件下，V型缺口沖擊韌性值在室溫條件下為：135325焦耳。高溫拉伸性能 表7為AL400合金在退火態時的高溫拉伸性能，在高于343時，應考慮材料的抗蠕變性能。 表7 試驗溫度屈服強度（MPa）抗拉強度（MPa）延伸率（%）2121556548932055504720418052045316175505464271604804853814537040冷成型 與一般的鉻鎳不銹鋼一樣，AL400合金顯示了優良的冷成型性能。該合金的冷作硬化率較301和304不銹鋼低，因而在退火之間可進行多次拉撥成型操作，且變形量相對也較大。焊接 AL400可以采用不同的方式進行焊接，如氣體鎢極保護焊，氣體金屬極保護焊和手工電弧焊。在焊接前，必須對焊接區域進行清潔以避免由于油脂和油漆等造成的脆化，為獲得好的焊接接頭，材料必須除鱗。 AL400合金的焊接程序類似于奧氏體不銹鋼。一般焊前不需要預熱，焊后也不需要熱處理。焊接接頭設計也類似于奧氏體不銹鋼，但有以下兩點不同： 首先，為了適應粘滯的熔融焊接金屬，必須增大坡口的角度，以使焊接金屬能填滿接頭。其次，由于該合金具有較高的導熱性和高純度，焊接時的穿透性較奧氏體不銹鋼低。熱處理 AL400合金的退火溫度范圍為760-980。成型操作后熱處理的目的是軟化材料同時維持材料較細的晶粒