石油化工领域材料选择方向

随着我国经济高速发展，其中石油、化工行业规模快速提升，石油、化工设备大多在高温、高压和高腐蚀等恶劣环境中使用，而对于在石油、化工设备中的连接用紧固件则面临着苛刻的服役环境。在其长期使用的过程中就会发生疲劳断裂或者腐蚀开裂的问题，这就会影响到设备的正常使用。这样具有耐腐性、耐高温、耐低温、高强度等要求的紧固件产品需求日益增加。

 首先，在化工行业大量使用的是奥氏体不锈钢紧固件系列。如304、 316、316L、321等材质，此类奥氏体不锈钢紧固件具有良好的冷加工性能，和较高韧性和塑性，并且具有耐氧化性酸介质腐蚀的性能，可以满足常规使用要求。

 奥氏体不锈钢紧固件在部分化工场景需要固溶处理。固溶处理使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，减少碳化铬的形成，从而大幅提升奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能，并且能加强奥氏体紧固件的延展性。此类化工产品使用材料，参照美标ASTM A193高温或者ASTM A320低温材料标准，有B8、B8C、B8M、B8P 、B8F、B8T等1级强度要求。部分使用环境不同，所需要的强度也不同，需要固溶和冷拔处理来提高强度，有A193 B8CL2、A193 B8MCL2、A193B8CCL2、A320 B8CL2、A320 B8MCL2等2级强度要求。

 为提升紧固件的强度与耐腐蚀性能，还可以选择双相不锈钢类紧固件。

 与奥氏体不锈钢紧固件相比，双相不锈钢强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、孔腐蚀的能力强，屈服强度可达400Mpa ~ 550MPa，是普通奥氏体不锈钢的2倍。通常选用双相不锈钢（2205型）或超级双相不锈钢（2507型）等材质。双相不锈钢兼有铁素体和奥氏体的特性。奥氏体的存在，可以提高钢的耐腐蚀性能，补充了铁素体钢的韧性和可焊性。铁素体的存在，提高了钢的强度，同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点，如475℃脆性、热导率高、线膨胀系数小，具有超塑性及磁性等。

 在具有高温、腐蚀的石油、化工场合，建议选择具有耐高温耐腐蚀的镍基合金紧固件。

镍基合金在550～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能。

 镍基合金材料有：1、Incoloy因科洛伊，如Incoloy800、Incoloy800H、Incoloy825、Incoloy925、Incoloy926Incoloy属于耐热合金。此类合金具有比较好的抗腐蚀和耐高温性，在零下、室温和高达600°C的高温下具有很好的机械性能、抗氧化、还原、氮化环境性能。高镍含量使其能抗应力腐蚀开裂，高铬含量使其具有更好的抗点腐蚀、缝隙腐蚀性。该合金具有很好的耐硝酸、有机酸腐蚀性，在氧化性和非氧化性盐中有很好的耐腐蚀性；

     2、Inconel因科耐尔，如Inconel600、Inconel601、Inconel625、Inconel725Inconel，属于耐热合金。此类合金在很多介质中都表现出ji好的耐腐蚀性，在氯化物介质中具有出色的抗点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和侵蚀的性能。具有很好的耐无机酸腐蚀性，如硝酸、磷酸、硫酸、盐酸等，同时在氧化和还原环境中也具有耐碱和有机酸腐蚀的性能。有效的抗氯离子还原性应力腐蚀开裂。在海水和工业气体环境中几乎不产生腐蚀，对海水和盐溶液具有很高的耐腐蚀性，在高温时也一样。焊接过程中无敏感性。在静态或循环环境中都具有抗碳化和氧化性，并且耐含氯的气体腐蚀。从低温到980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能；

     3、Hastelloy哈氏合金，如C276、C22、C4、B2、B3，属于耐蚀合金。如此类合金中的C276，其硅、碳的含量极低，它是现代金属材料中最耐蚀的一种。主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐，在低温与中温盐酸中均有很好的耐蚀性能。通常被认为是万能的抗腐蚀合金。该合金具有在氧化和还原状态下，对大多数腐蚀介质具有优异的耐腐蚀性能。有出色的耐点蚀、缝隙腐蚀和应力开裂腐蚀性能。在化工和石化领域得到了广泛的应用，如应用在接触含氯化物有机物的元件和催化系统中。这种材料尤其适合在高温、混有杂质的无机酸和有机酸（如甲酸和乙酸）、海水腐蚀环境中使用。在化工、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业领域有着相当广泛的应用；

     4、Monel蒙乃尔合金，如蒙乃尔Monel400、Monel K500属于耐蚀合金。如此类合金中的Monel 400合金比纯镍更耐还原性介质的腐蚀，而较纯铜更耐氧化性介质的腐蚀。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐蚀性。该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。Monel 400合金在硝酸、醋酸、硫酸中的抗应力腐蚀性能均优于NS142和1Cr12MoV铁镍钴合金。