随着国民经济的迅猛发展、工业技术的不断进步与民用产品需求的增大，镍基耐蚀合金（硼（Ｎｉ）≥５０的合金）越来越广泛地应用于石油、化工、湿法冶金、环保及污水处理、原子能、海洋开发及航空航天等众多领域。而镍基耐蚀合金Hastelloyc因其优良的耐多种腐蚀介质的特性而被称为万能型耐蚀合金，广泛应用于各种腐蚀介质的环境中。但因目前其冶炼及热加工均存在很大的难度，故国内还不能批量生产。本文主要针对仿美国牌号Hastelloyc的镍基耐蚀合金NS的研制进行探讨。
上海霆钢金属集团有限公司镍基耐蚀合金的分类与应用
镍基耐蚀合金的主要性能是抗液体介质腐蚀，含镍量一般不超过70，主要添加铜、铬、钼和钨等元素，以适应各种不同化学性质的工作介质。高镍耐蚀合金既具有良好的耐蚀性，又具有高强度，可冶炼、铸造、冷热变形和成型以及可焊接等性能，从而在军工及民用工业中成为不可或缺的金属耐蚀材料。
镍基耐蚀合金主要分Ｎｉ—Ｃｕ系、Ｎｉ—Ｍｏ系、Ｎｉ—Ｆｅ－Ｃｒ系、Ｎｉ－Ｃｒ—Ｓｉ系和Ｎｉ－Ｃｒ－Ｍｏ系。纯镍主要用于苛性碱液工作条件；Ｎｉ－Ｃｕ系主要用于弱还原性溶液，特别是氢氟酸；Ｎｉ—Ｍｏ系适用于强还原性介质（盐酸、中浓度硫酸等）；Ｎｉ—Ｆｅ－Ｃｒ系主要用于氧化性溶液（硝盐及热浓ＭｇＣ１。等）；Ｎｉ—Ｃｒ－Ｓｉ系能适应超氧化介质；而Ｎｉ—Ｃｒ－Ｍｏ系为能适应各种环境的通用型耐蚀材料。
Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ Ｃ－２７６合金被认为是万能的抗腐蚀Ｎｉ—Ｃｒ－Ｍｏ锻造合金。它对不同化工环境都有优越的抗腐蚀能力，包括三氯化铁和二氯化铜，热的污染溶液（有机或无机），甲酸、乙酸、醋酸酐等强氧化剂以及海水、盐水溶液环境等。该合金对大多数洗涤器中可能遇到的硫化物和氯离子有很好的抗力，可用于烟气脱硫系统；合金不但对于点状腐蚀和应力腐蚀开裂有杰出的抗力，且是少数可承受湿氯蒸汽、次氯酸盐、二氧化氯腐蚀作用的材料之一；同时，HastelloyC合金对于局部腐蚀和氧化还原介质都有很好的抵抗能力。基于此，该材料广泛用于石油、化工、制药、食品、电力和造船及家用等行业。
化学成分
要提高钢的耐蚀性，首先就要考虑钢的化学成分和组织，因为这是引起电化学腐蚀的内因。一般，钢的化学成分是主导方面，其决定产生合金电极电位差和腐蚀电流的大小。
NS合金在成分上具有低碳、低硅、高钼和高铬的特点，对合金的冶炼要求非常严格，同时由于钨、铁等元素的存在使合金的热加工成型十分困难。
铬是一种抗氧化元素，可使镍在氧化条件下（如ＨＮＯ、ＨＣ１Ｏ 中）的抗蚀能力及耐热腐蚀性能显著提高。钼和钨显著提高镍的抗蚀性，随钼的增加，镍铬合金在Ｈ2ＳＯ ，ＨＣ１，Ｈ。ＰＯ等还原性酸中、ＨＦ气氛中以及在ＦｅＣＩ。溶液中的耐孔蚀性能均显著提高。在镍合金中同时加入铬、钼可改善其在氧化性及还原性介质中的耐蚀性。硅可形成保护性的富硅氧化层，有利于富铬表面钝化膜的稳定改善了合金的耐蚀性。但是，由于硅强烈促进第２相的生成，使得合金的加工成型变得非常困难，故硅须保持低水平。碳也须尽可能低，因为碳化物等第２相析出时合金处于敏化状态，则会严重损伤材料的耐蚀能力；且较低的碳和硅可降低敏化温度区域内析出相的析出速度和析出量，从而显著提高材料抗晶间腐蚀性能。
冶炼
合金的研制首先要控制好冶炼工艺，以确保其最佳成分。该合金冶炼的主要难点是碳、硅及氮、氢、氧气体的控制。采用真空感应冶炼可有效控制气体，而电渣重熔工艺能明显改善合金的热加工性和塑性，使夹杂物细小且均布，并因其凝固速度较可减少锭型偏析。为此，决定采用真空感应＋电渣重熔工艺冶炼。冶炼锭型为声ｍｍ电渣锭。
检验分析表明，化学成分均在GB／T-14标准范围内，证明所选冶炼参数合适。电渣重熔锭表面见图１，合金化学成分见表１。
从图１看出，冶炼的大部分电渣锭表面光滑，说明电渣重熔工艺合理。个别钢锭表面存在较浅的渣沟是合金研制初期不可避免的现象，此类问题可通过改善电渣重熔工艺加以解决。
合金加工
采用锻造开坯＋轧制开坯及精轧成型工艺，成功轧制出所需的热轧及冷轧板材。这种高合金化的难变形合金，在锻造及热轧开坯时极易出现锻不住和裂边的情况。借鉴其它类似合金的热加工工艺，锻造开坯采用~℃加热，锻造过程顺利，锻坯成材率达70。轧制开坯时严格控制加热和开轧温度及每一道次的变形量，采用加热温度大于℃、开轧温度大于℃，终轧温度大于℃。热轧半成品板的裂边长度为2~4cm，见图２。对于合金化程度高、塑性差的难变形合金来说，这种裂边程度已很理想。
合金半成品组织
合金热轧半成品组织为不均匀的单相奥氏体（图３），其原因是热变形结束时板材各部分的温度不均匀，温度偏高处晶粒尺寸较大、偏低处晶粒尺寸较小，从而导致热轧板材成品的性能不均匀。
合金的冷轧半成品在未经固溶处理时有明显方向性的拉长晶，且沿轧制方向拉长（图４）。这是冷变形的结果，此时应力主要是以畸变能的形式储存于合金中，处于一种热力学上不稳定的状态，需经固溶处理使其完全再结晶，从而获得理想、均匀的晶粒尺寸，保证有理想的力学性能。
合金成品组织
合金经锻造、热轧开坯，最后冷轧成厚度为0.7`2.5ｍｍ的成品板材，显微组织为单相奥氏体，经固溶处理后晶粒较均匀，晶粒度（ASTM）为6~7级，证明轧制工艺（轧制道次及道次变形量）及固溶温度合理（图5）。
力学性能
合金经成品固溶处理后，室温力学性能完全达到GB／TIS—94的标准要求，见表2。
NS合金的腐蚀速率
N
S合
金在各种腐蚀介质中腐蚀速率见表３。
与其它耐蚀材料腐蚀速率的比较
目前，应用范围较广的L不锈钢、GH及NS合金3种耐蚀合金在50℃的10ＦｅＣ１。中的腐蚀速率见表4。镍基耐蚀合金NS的耐蚀等级为３级，属于很耐蚀的不锈钢，且明显优于其它2种耐蚀合金。
结论
（１）所采用的冶炼工艺及参数合理，合金成分达到了GB／T--94标准控制的最佳要求。（２）热加工工艺（锻造、轧制）参数合适，成功生产出了NS合金（仿Hastelloyc合金）板材
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