第4章抗腐蚀合金 (CRAs)   

 第3章中 碳钢、低合金钢与铸铁除外的其他所有合金

4. 1概要

4.1.1 抗腐蚀合金必须满足本章的要求。焊 接和制造中的附加要求见第5章。设备具 体要求见第6章及第8章至第12章。这些 设备具体要求可以允许用于本章抗腐蚀合 金以外的其他合金。同样，这些设备具体 要求也适用于在特殊环境下工作的高强度 等级合金。设备的使用者有责任告知设备 的供应者工作环境的条件情况，特别是当 设备将在酸性条件下使用的时候。

4.1.2 抗腐蚀合金在这里是以单独的一种 合金和根据化学成分、制造过程以及完成 条件来分类的合金的形式出现的。这些抗 腐蚀合金的分类可以考虑到H₂S 的局部压 力、PH 值、氯化物、温度、硫元素的存在 等环境约束。见1.8的详细论述。

4.1.3  MR0175 为这些合金提供了材料要求 和 SSC/SCC 合格的环境，不论作为合金分 类或是单独的合金。MR0175 并不是想把规 定中所有合格的抗腐蚀合金都进行列表， 而是把它们单独分类。标准设定了SSC 和/ 或 SCC 在酸性环境下的最小值。可接受的 特殊环境并不考虑氧气对于SCC 和SSC 的 影响，而许多合格环境的保持可能要求是 否有氧气的存在。一般腐蚀、点状腐蚀， 以及其他类型的腐蚀，或者机械的裂纹不 属于本标准的范围。

4.1.3.1 在H₂S 的局部压力、温度以及数据 要点之间进行插值计算来建立每种合金抗 腐蚀的分类是允许的。

4.2奥氏体不锈钢(特殊要求的合金分类) 不含任何马氏体的奥氏体不锈钢，化学成 分见4.2.1,在固溶退火和淬火或退火和稳 定化处理后的最大硬度不超过22HRC,  且 不进行冷加工的条件下，允许用于4.2.2定 义的环境。易切削奥氏体不锈钢产品(包 括铅、硒、硫等可改善机加工性能的合金

元素)是不合格的。奥氏体不锈钢产品满 足下列成分范围和力学要求时允许用于酸 性环境。

4.2.1 奥氏体不锈钢至少包含这些元素在 下列的范围之内：碳最大0.08%,铬最小 16%,镍最小8%,磷最大0.045%,硫最大 0.04%,锰最大2.0%和硅最大2.0%。其他 合金元素不作要求。

4.2.1.1 UNS S30900和 S31000 中的高含碳 量可以达到它们各自规定的限制范围。

4.2.2  H₂S的最大局部压力在最高温度为60 ℃(140℃),氯化物不作限制，且不含硫  元素时，可以达到100kPa 绝 对压力 (15psi)。如果氯化物的含量小于50毫克/ 升，那么H₂S 的局部压力小于350kPa 绝 对 压力(50psi)。

4.3 奥氏体不锈钢——单独的合金

4.3.1 UNS S20910(单独的合金)

奥氏体不锈钢 UNS  S20910 在没有硫元素 存在，66℃(150T)   温度下，H₂S  的局部 压力为100kPa绝 对压力(15psi) 的环境中， 退火或热辊压榨(热/冷加工)状态，并在 最大硬度为35HRC的条件下是合格的。

4.4镍%+2钼%>30并且钼最小为2%的高

合金奥氏体不锈钢(合金分类)

在这个类别中的高合金奥氏体不锈钢都是 镍%+2钼%>30并且钼最小为2%。所有高 合金奥氏体不锈钢都是应用于固溶退火条 件下，易切削高合金奥氏体不锈钢是不合 格的。这些合金的限制如下：

4.4.1最高温度为60℃(140F),    氯化物不 作限制，且不含硫元素时的H₂S 的局部压 力为100kPa 绝 对压力(15psi) 。如果氯化 物的含量小于50毫克/升，那么H₂S 的局部 压力小于350kPa 绝 对压力(50psi)。

4.5 PREN>40的高合金奥氏体不锈钢(合金 分 类 )

在这个类别中的高合金奥氏体不锈钢 都是 PREN>40 的。所有高合金奥氏体不锈 钢都是应用于固溶退火条件下，易切削高 合金奥氏体不锈钢是不合格的。这些合金 的环境限制如下：

4.5.1最高温度为121℃(250F),H₂S      的 最大局部压力为700kPa绝 对压力(100psi),  氯化物最大含量5,000毫克/升，并且没游离的硫元素。

4.5.2最高温度为149℃(300F),H₂S      的 最大局部压力为310kPa 绝 对压力(45psi),  氯化物最大含量5,000毫克/升，并且没有 游离的硫元素。

4.5.3最高温度为171℃(340F),H₂S      的 最大局部压力为100kPa 绝 对压力(15psi),  氯化物最大含量5,000毫克/升，并且没有 游离的硫元素。

4.6高合金奥氏体不锈钢(单独的合金)

4.6.1 UNS N08926(单独的合金)以固溶退 火状态，在最高温度为121℃(250下)的 H₂S  的最大局部压力为0.7MPa  绝 对压力 (100psi), 氯化物最大含量60,700毫克/ 升 ，CO₂ 的最大局部压力为1.4MPa 绝 对压 力(200psi),   并且没有游离的硫元素的环 境中允许使用。

4.6.2 UNS J93254(单独的合金)

与 ASTM A351/A351M¹⁶,A743/A 743M¹⁷, 或 A744/A744M¹⁸  相一致的铸件 UNS  J93254  固溶热处理，且硬度不大于 100HRB 时，允许使用在不含硫的环境中。

4.7.2 UNS  J95370 的铸件以固溶热处理和 水淬，且硬度不大于94HRB时，允许使用 在不含硫的环境中。

4.7 铁素体不锈钢(合金分类)

4.7.1  铁素体不锈钢在 H₂S  的局部压力为 10kPa 绝 对压力(15psi),PH    值≥3.5,退 火条件下硬度不大于22HRC的合适环境下 是合格的，同时符合第5章的标准。

4.8 马氏体不锈钢(有特殊要求的合金类 别 )

铸造或锻造的马氏体不锈钢与4.8.1, 4.8.2和4.8.3的使用相一致的是合格的。与 本标准相一致的马氏体不锈钢被用于一些 酸性环境的应用。这些材料在 NACE TM0177  的实验室试验中显示出其极限应 力低于本标准中的其他材料。不允许采用 易切削马氏体不锈钢。

H₂S 的局部压力为10kPa 绝 对压力 (1.5psi)  并且 PH 值≥3.5的环境下可以使 用。

4.8.1  马氏体不锈钢UNS S41000 、S42000、 J91150(CA15)     和 J91151(CA15M),     无  论铸造或锻造，在硬度不大于22HRC,  且满足第5章的要求时允许使用。

4.8.1.1 UNS S41000 、J91150和 J91151的 热处理程序如下(三步):

(1)奥氏体化和淬火后空冷。

(2)最小温度达到621℃(1,150F)   的 回火，然后冷却到环境温度。

(3)最小温度达到621℃(1,150F) 的 回火，但低于第 一次回火温度，然后冷却 到环境温度。

4.8.1.2 UNS  S42000 必须为淬火+回火状 态。

4.8.2低碳马氏体不锈钢

12Cr4NiMo 低碳马氏体不锈钢，无论是铸 件UNS  J91540(CA6NM)还是锻件S42400,  经过与4.8.2.1相一致的热处理，且硬度不 大于23HRC 时是合格的。

4.8.2.1 低碳马氏体不锈钢的热处理程序 (三个步骤)如下：

(1)最 低1,010℃(1,850F)   下奥氏体 化，然后空冷或油冷至环境温度。

(2)649到691℃(1,200到1,275F) 下，回火后空冷至环境温度。

(3)593到621℃(1,100到1,150F) 下，回火后空冷至环境温度。

4.8.3 UNS  S41425(单独合金)。锻造低碳 马氏体不锈钢UNS  S41425通过奥氏体化， 淬火，回火条件，且硬度不大于28HRC,

允许用于不含硫的环境中。

4.930≤PREN≤40     (合金分类)的双相不锈 钢

4.9.1 双相不锈钢的化学组成和热处理状态 在特殊的环境下可以阐述为一种单独的合 金。双相不锈钢可以进行固溶退火和液体 淬火处理。时效热处理是被禁止的。铁素 体含量达35～65 vol%。

4.9.2  对冷加工双相不锈钢的要求参见 10.4。

4.9.330≤PREN≤40 (合金分类)的锻造和 铸造双相不锈钢产品在固溶退火和淬火状 态中所用的最高温度达232℃(450F)    和 H₂S 部分的最大压力达10kPa绝 对压力(1.5 psi)  是合格的。

4.9.4  热等静压生产的双相不锈钢 UNS S31803 若固溶退火和水淬，且硬度不大于 25HRC 时是合格的。

4.10  PREN>40(合金分类)的双相不锈钢 4.10.1双相不锈钢的化学组成和热处理状 态在特殊的环境下可以阐述为一种单独的 合金。双相不锈钢可以进行固溶退火和液 体淬火处理。时效热处理是被禁止的。铁 素体含量达35～65 vol%。

4.10.2对冷加工双相不锈钢的要求参见10.4.

4.10.340≤PREN≤45    的锻造和铸造双相 不锈钢产品在固溶退火和淬火状态中所 用的最高温度达232℃(450F)   和 H₂S 部分的最大压力达20kPa  绝 对压力(3 psi)  是合格的。

4.11固熔镍基合金(合金分类)

锻造和铸造固熔镍基合金应为固溶退 火状态。

4.11.1  这些合金的化学成分是：

4.12.3 UNS  R31233锻件采用固溶退火，且 硬度不大于22HRC 时是合格的。

4.13钴镍铬钨合金(特殊合金要求的分类)  没有关于H₂S 分压和硫元素的环境限制。

4.13.1 UNS R30605所允许的最大硬度为35 HRC.

4.14 钛合金(特殊合金要求的分类)

没有关于H₂S 分压和硫元素的环境限制。

本标准指定的每一种钛合金都必须遵 循特殊的指导方针，以使成功应用。例如， 在温度高于80℃(176T)   含 有H₂S 的水介 质下，钛合金会与某些活跃金属(如碳钢) 组成电偶从而导致钛合金产生氢脆。 一些 钛合金在氯化物环境下可能对隙间腐蚀和/ 或 SSC 敏感。尽管硬度与对SSC/SCC 的敏 感并不相关联，但高强度合金的硬度限制 被包括在没有发生失效的最大测试水平和 热处理条件(当适用时)的显示中。

4.14.1 UNS  R53400 在退火条件下是合格 的。热处理要在774℃±14℃(176℃±25 F)    退火保持两小时并空冷。最大硬度 92HRB。

4.14.2   UNS  R58640 在最大硬度为42HRC 条件下合格。

4.14.3  UNS  R50400在最大硬度为100HRB 条件下合格。

4.14.4  UNS  R56260 在最大硬度为45HRC 并符合下列任一条件下合格：(1)退火；(2) 固溶退火；(3)固溶退火和时效硬化。

4.14.5  锻 件 UNS    R56403 在退火条件下最 大硬度为36HRC 是合格的。

4.14.6 UNS R56404在退火条件下最大硬度 为35HRC 是合格的。

4.14.7UNS  R56323在退火条件下最大硬度 为32HRC 是合格的。

4.15  沉淀硬化镍基合金I   (特殊要求的合 金分类)

4.15.1到4.15.7中的沉淀硬化镍基合金在表 2所示环境下是合格的，除非这些章节中有 其他的标注。

4.15.1 铸件UNS   N09925在环境中没有硫 元素存在，固溶退火和时效硬化并且最大 硬度为35HRC 的条件下合格。

4.15.2 铸 件 UNS   N07718 在固溶退火和 时效硬化并且最大硬度为40HRC 的条件 下合格。

4.15.3 锻件UNS N07031在符合下列任一条 件下合格：(1)固溶退火条件下最大硬度为 35HRC;(2)  在760到871℃(1,400到1,600 F)   温度下固溶退火和时效硬化最多4小时 且最大硬度为40HRC。

4.15.4锻件UNS N07773在固溶退火和时效 硬化条件下最大硬度为40HRC 是合格的。

4.15.5 锻件UNS N09777在固溶退火和时效 硬化条件下最大硬度为40HRC 是合格的。

4.15.6 锻件UNS N07048在固溶退火和时效 硬化条件下最大硬度为40HRC 是合格的。

4.15.7锻件UNS  N07924在固溶退火和时效硬化条件下最大硬度为35HRC, 与 表B1第 VI等级相一致的没有硫元素，温度最大为 175℃(347下)的环境下应用是合格的。

4.16沉淀硬化镍基合金Ⅱ(特殊要求的合金 分类)

4.16.1至4.16.2中的沉淀硬化镍基合金 在表3所示环境下是合格的。

4 .16.1锻件UNS N09925符合下列五个条件 中的任一条件就算合格：(1)冷加工到最大  硬度为35HRC;(2)      固溶退火到最大硬度  为 3 5HRC;(3)     固溶退火和时效硬化到最  大硬度为38HRC;(4)      冷加工和时效硬化  到最大硬度为40HRC;(5)      热加工和时效  硬化到最大硬度为40HRC。

4.16.2 锻件UNS  N07718符合下列四个条件 中的任一条件就算合格：(1)固溶退火到最大硬度为35HRC:(2   )热加工到最大 硬度 为 3 5HRC;(3)      热加工和时效硬化到最大 硬度为35HRC;(4)     固溶退火和时效硬化  到最大硬度为40HRC。

4.17沉淀硬化镍基合金Ⅲ(特殊要求的合金 分类)

4.17.1  到4.17.2中的沉淀硬化镍基合金在表 4所示环境下是合格的。

4.17.1锻件UNS N07716在固溶退火和时效 硬化条件下最大硬度为43HRC 是合格的。

4.17.2锻件UNS N07725在固溶退火和时效 硬化条件下最大硬度为43HRC 是合格的。

4.17.3 UNS N07626,一个粉末冶金热压紧的 过程，在固溶退火(最小927℃[1,700T])

加时效硬化(538到816℃[1,000到1,500T])    或者直接时效硬化(538到816℃[1,000到 1,500F])   条件下最大硬度为40HRC并且最  大抗拉强度为1,380MPa(200ksi) 是合格的。

4.18奥氏体沉淀硬化不锈钢(单独的合金)

4.18.1 化学成分与UNS  S66286(单独的合 金)相一致的奥氏体沉淀硬化不锈钢无论在 固溶退火和时效硬化条件或是固溶退火和 双时效硬化条件下，最大硬度为35HRC 为 合格。合金在H₂S 的最大局部压力为0.1MPa 绝 对压力(15 psi),   最大温度为65℃(150 F),    并且没有硫元素的条件下合格。

4. 19铝基合金(分类)

环境限制还没有建立。

4.20铜合金(分类)(10)   环境限制还没有建立。

4.21 商业纯钽(单独的合金)

UNS R05200在退火+气钨电弧焊+退火 的条件下最大硬度达到55HRB 为合格。