C4合金
C4合金(UNS N06455)是一种镍铬钼合金,它去除了 C276 中的钨与铁元素添加。这使其成分更为纯净,并具有更优异的热稳定性。其抗敏化和抗晶界析出的能力,使其成为在焊态条件下使用时首选的 C 系列合金。
1. 化学成分
下表列出了 C4 合金的元素成分。不含钨以及严格控制的铁含量,使其区别于 C276,并赋予其在热暴露后更优的显微组织稳定性。
| 牌号 | Ni | Cr | Mo | Fe | Ti | Co | Mn | C | Si | P | S |
| N06455 (C-4) | 余量 (≈65%) | 14.00 – 18.00 | 14.00 – 17.00 | ≤ 3.00 | ≤ 0.70 | ≤ 2.00 | ≤ 1.00 | ≤ 0.015 | ≤ 0.08 | 0.025 | 0.015 |
2. 机械性能
以下最小机械性能值适用于符合 ASTM B622 标准、处于固溶退火状态的 C4 合金无缝管与管材。
| 牌号 (UNS) | 合金系列 | 最小抗拉强度, ksi (MPa) | 最小屈服强度, ksi (MPa) | 最小延伸率, % | 纤维应力, psi | 硬度 |
| N06455 | 低碳镍钼铬合金 (C-4) | ≥ 100 (690) | ≥ 40 (276) | ≥ 40 % | 25,000 | HBW≤215 HRB≤100 |
3. 等效牌号
下表列出了 C4 合金的国际等效牌号。由于其市场定位较为专业化,该牌号的区域性等效牌号比 C276 更少。
| 标准 | WERKSTOFF NR. | UNS | AFNOR |
| C4合金 | 2.4610 | N06455 | NC 20 FeMo |
4. 主要技术优势
- 热稳定性与焊态耐腐蚀性:C4 中较低的铁含量(≤3%)以及不含钨,可大幅减少在 650-1040 摄氏度的加工和热处理过程中有害金属间相(μ 相、P 相)的形成。因此,C4 焊接件在大多数化工工况下无需强制进行焊后固溶退火即可可靠工作。
- 在还原性酸介质中的耐蚀性:凭借 14-17% 的 Mo 含量,C4 合金在盐酸和还原性硫酸环境中的性能可与 C276 相媲美。在以热加工作为制造工序一部分的纯还原性工况中,它是一种实用的替代材料。
- 极低的敏化风险:极低的碳含量(≤0.010%)结合热稳定的基体,可将热影响区的晶间腐蚀风险降至最低。这一点对于具有多道焊缝的复杂焊接组件(例如管壳式热交换器)尤为重要。
技术说明:C4 合金并非强氧化性介质环境(氯化铁或氯化铜、浓硝酸)的最佳选择,在这些环境中铬含量更高的 C22 表现更佳。C4 最适用于还原性酸工况下经热加工处理的设备,在这类环境中,必须在无需焊后热处理的情况下保证焊态耐腐蚀性能。
5. 常用制造标准
ASTM B622:无缝镍及镍钴合金管与管材的标准规范,涵盖用于腐蚀性工况的 UNS N06455(C4 合金)无缝管与管材形式。
ASTM B619:焊接镍及镍钴合金管的标准规范,适用于焊接管形式的 C4 合金。
ASTM B626:焊接镍及镍钴合金管材的标准规范,涵盖用于冷凝器和热交换器工况的焊接管材形式 C4。
DIN 17751:镍合金管材的欧洲标准;在 EN 材料编号体系下,C4 被指定为 2.4610。
JIS H4552:镍及镍合金管材的日本工业标准,涵盖 C4 合金管材产品的 NW6455 牌号。
制造标准对照表:
| 标准 | GB | EN/DIN | JIS | GOST |
| ASTM B622(无缝管/管材) | - | DIN 2.4610 | JIS H4552 (NW6455) | - |
| ASTM B619(焊接管) | - | DIN 2.4610 | - | - |
6. 主要应用
- 化工装置热交换器:多用途化工装置中的管壳式热交换器,其焊接件接触还原性酸工况,而对整体组装单元进行焊后固溶退火又不切实际。
- 甲酸与乙酸生产:乙酸和甲酸装置中的管道、冷凝器和再沸器,在这些场合中,高温下的还原性有机酸会侵蚀标准镍铬合金,而 C4 的钼含量提供了足够的耐蚀性。
- 盐酸处理:盐酸生产和处理设施中的管道、吸收塔和储罐接管,这些场合存在还原性条件,并需要保证焊接组件的热稳定性。
- 硫酸加工:硫酸浓缩和稀释系统中的热交换器管与管道,运行于还原性浓度范围(常温下约低于 70% H2SO4)。
- 热循环工艺设备:间歇式化工生产中的反应器和容器内衬,这些设备在敏化温度范围内频繁经历热循环。此类应用需要一种无需反复退火即可保持显微组织稳定的合金。
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