淺談化工耐蝕新金屬材料開發應用

魏平霞

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

隨著化工行業的發展和進步，化工生產對設備、材料的要求也在不斷提升。為了滿足更高的要求，需要研發新型材料，這些材料不僅可以為石油化工、海洋開發等領域帶來便利和效益，也能促進我國相關工藝技術的發展和革新。所以，要加強對化工耐蝕新金屬材料的開發與研究，在化工生產的過程中積極采用新金屬材料，這樣不僅可以提升化工生產的質量，還能滿足節能降耗的要求。

1 化工耐蝕新金屬材料的開發與研制

（1）新型耐蝕合金。隨著社會的發展，人們在研究工藝技術時，不僅要考慮技術的科學性和有效性，更加注重節能、降耗、環保等方面的研究。目前，我國大力開發節能型合金，并將此類合金廣泛推廣和應用。在實際研究的過程中，為了研制出含量較少或者完全不含稀少、珍貴金屬的合金材料，尤其是對含cr、Ni元素較少的不銹鋼進行開發和研制[1]。越來越多的學者開始研究Fe-Al-Mn體系，Mn30All0型鋼是一種已經開發出來的金屬材料，其具有較好的耐蝕性能，應用價值較高。在Cr-Mn-N系不銹鋼研究的過程中，已經對節省Ni的因素加以考慮。含有N雙相不銹鋼的性能較好，基本超過了304不銹鋼。日本已經研發了Cr15NiJ·5Mo型不銹鋼，可以在酸性油氣井中使用，有很高的應用價值，可以替代原本的雙相鋼。利用Mo、Nb、Cu三種元素進行復合處理，以此提升鋼材料的耐蝕性，并且改善鈍化能力，具有較好的應用效果。因為節約型鋼的經濟性較高且可以滿足能源節約的要求，所以我國對此類型鋼的開發十分重視。現在已經研制出的節約型鋼包括Fe-Mm-Al-Cr-Si系鋼，這種鋼材料具有很高的使用價值，同時也具有較高的耐熱、耐腐蝕的性能。除此之外，加大對合金性能的研究與開發。在現代工業發展的過程中，對新材料的需求量在不斷提升，提高合金材料的性能也是研究發展的主要內容。目前，高耐蝕能力材料的主要研究方向就是研究高合金化材料，并且針對工業算介質的需求量，開發更多耐化工強腐蝕性的耐磷酸UB6合金材料，此類新材料可以滿足更多化工生產的需求。

（2）非晶鈦合金。非晶態合金材料是一種多組元合金，組成部分包括多種金屬、類金屬，也可以稱作是金屬玻璃。非晶態合金院子的排列長呈無序狀態，所以不會出現位錯、晶界等問題，成分偏析等因素也無法對該材料產生影響，所以這種材料具有很好的耐蝕性，機械強度也相對較高[2]。非晶態耐蝕合金在早期研究的過程中，主要采用貴重金屬作為組成部分。但在Ni、Fe等合金材料的研發與應用之后，該材料的組合成分也發生了一定的變化，應用性能也隨之提升。對大塊非晶體進行研究是當前主要的研究內容之一。節約型Fe-Al-Mn合金利用快凝技術可能會實現非晶化，耐蝕性能則會更進一步提升。非晶鈦合金的研究較早且有所突破，例如，Al-Fe-B非晶態合金就是一種比較高質量的合金材料。鋁基非晶態合金也是實用價值較高的新型材料，其主要特點就是強度較高。Al-La-Ni合金材料中含有大量的Al，通過晶華化處理之后，可以提升該材料的斷裂強度，通常可以達到1000MPa，即使在300℃的高溫條件下，該材料也可以保持在原本的斷裂強度范圍內，與傳統合金相比，該合金材料的性能已經十分優越，且耐腐蝕性、韌性也相對較強。

2 化工耐蝕新金屬材料開發與應用的建議

（1）仿制與創新。在化工耐蝕新金屬材料開發與研制的過程中，不僅要對國外的優秀技術進行研究和仿制，還要積極進行開發和創新。從發展的過程中看，尿酸、硫酸、醋酸等化學物品或鈦合金、鎳基合金等金屬物品都是仿制簽署連、美國等國家。計算式耐蝕性較低的合金鋼在最初研制的時候也是仿制的日本、法國等國家。例如，仿制了法國的APS10M4a，進而研發出12Cr2AIMoVe。實際上，要不斷的發展和進步，不能單純依靠仿制生存，要加深對各類先進鋼種理化性質的研究，掌握現代化、先進化的將工藝，包括冷熱加工技術、感應焊接、激光焊接等制造工藝。要加強實驗室試驗測試的能力，根據實驗結果不斷進行改進和完善，對相關數據進行總結分析，根據已有的研究經驗和技術成果，創新耐蝕鋼的種類，從而促進我國化工行業的進步與發展。

（2）緊跟時代浪潮。現如今，科技在不斷的發展和進步，國內對耐蝕性鋼的研究也更加全面和深入。例如，碳銨用鋼已經被時代所淘汰。尿素的生產工藝也在不斷完善和發展，主要向高溫、高壓的方向發展，在這個過程中，設備遭受的腐蝕愈加嚴重，需要使用鈦材或更高品質的材料。再例如，在煉油廠之中，原本在催化吸收解吸系統和催化、焦化分餾塔底設備管線和部件中采用的材料為12Cr2AIMo鋼[3]，利用這種材料提升設備的抗腐蝕能力。但該材料的硬度較高，所以國內的相關研究機構對該材料進行了研究和改進，去掉了材料中的釩，同時也減少了碳含量，進而制作出了08Cr2AIMo鋼，不僅提升了鋼材料的性能，也改進了焊接性能。除此之外，石化設備廠也在努力降低鋼中的碳含量，以此實現去釩的目的，同時增加稀土脫硫等工藝手段來提升鋼材料的焊接、物化等性能，通過反復的研究與實驗，最終獲得了09Cr2AIMoRe鋼，并在石化廠中進行應用和推廣。可見，鋼材料正隨著時代的進步而不斷的更新和發展，在吸收傳統工藝技術的同時，還要根據實際生產的需求進行創新和改進。

（3）新舊成果結合。我國已經進入了全新的發展階段，冶金部門雖然研究了多種耐蝕材料，但很多材料并沒有得到有效的推廣，甚至半途而廢。例如，國內研發了A4鋼，在實驗開始到材料試用，該材料展現了較強的功能性，可以替代尿素。18-12Mo鋼在維綸工程設備中有很明顯的應用效果，但在“文化大革命”的影響下，冶煉條件受到了極大的限制，最后導致各類技術指標、生產工藝都出現問題，無法實現進一步的優化。而現代科技在不斷發展，各類技術水平都在不斷提升，針對優秀的傳統工藝技術、研究成果，可以加以利用和完善，適當進行成分調整，采用現代化的冶金技術去除雜質，從而獲得更好的研究成果。

3 結語

綜上所述，國內要加強對耐蝕性新金屬材料的研究與開發，就要加大投入力度，對舊技術、設備、工藝等進行改造和創新，通過不斷完善和更近，研制出更多高性能、高質量的金屬材料。