[其他]非晶態(tài)鉻一類金屬耐蝕合金

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86104544
• 申請日: 1986-07-14
• 公開（公告）號: CN86104544A
• 公開（公告）日: 1987-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 理查德·斯科特·亨德森;加里·A·施里夫;邁克爾·艾倫·坦霍弗爾
• 申請（專利權(quán)）人: 標(biāo)準(zhǔn)石油公司
• 主分類號: C22C27/06
• 分類號: C22C27/06
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅才希,魏金璽

本發(fā)明涉及在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性介質(zhì)中顯示出優(yōu)良耐蝕性能的非晶態(tài)鉻-類金屬合金。

金屬腐蝕的傾向，長期以來就為人們所普遍關(guān)注。所謂腐蝕是指金屬在介質(zhì)中受到化學(xué)或電化學(xué)作用引起的剝蝕現(xiàn)象。現(xiàn)已發(fā)展出了大量的在不同介質(zhì)條件下具有不同程度耐蝕性能的晶態(tài)合金，這些合金在特定的介質(zhì)中必須能滿足使用要求。例如，不銹鋼含有鎳、鉻和/或鉬以提高其耐蝕性能。玻璃和金屬諸如鉑、鈀和鉭在特定介質(zhì)中能耐蝕也是為人所知的。這些材料的不足之處在于它們并非完全耐蝕而且用途有限。鉭和玻璃在酸性介質(zhì)中是耐蝕的，而在氟化氫和強(qiáng)堿溶液中則很快受蝕。

通常認(rèn)為，合金的耐蝕性能取決于表面膜（通常是氧化膜）的保護(hù)性質(zhì)。實際上，腐蝕產(chǎn)物膜起著阻止進(jìn)一步腐蝕的屏障作用。

近年來，非晶態(tài)金屬合金以其優(yōu)異的特性已經(jīng)引起人們的注意。雖然大多數(shù)非晶態(tài)金屬合金具有良好的力學(xué)性能，而其耐蝕性能則較差。人們曾盡力使非晶態(tài)金屬合金的良好力學(xué)性能與耐蝕性能結(jié)合起來。現(xiàn)已研制出作為改良鋼的組成的非晶態(tài)鐵基合金。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，鐵-類金屬二元非晶態(tài)合金中加入像鉻或鉬這一類元素使耐蝕性能得到了改善（M.Naka等，Journal????of????Non-Crystalline????Solids，31卷，355頁，1979）Naka等注意到加入高百分?jǐn)?shù)的類金屬如磷、碳、硼和硅形成非晶態(tài)，也影響其耐蝕性能。

T·Masumoto和K·Hashimoto在Annual????Review????of????Material????Science，8卷，215頁，1978提出的報告中指出，含有鉻、鉬、磷和碳組合的鐵、鎳和鈷基非晶態(tài)合金在多種介質(zhì)中極為耐蝕。這是由于在均質(zhì)單相非晶態(tài)合金的表面上迅速形成一種高度保護(hù)性的、均勻的純化膜所致，這種合金很少甚至沒有晶界以及大多數(shù)其他晶體缺陷。

已經(jīng)證明，通過從液相快速凝固制備的許多非晶態(tài)金屬合金比用通常方法制備的對應(yīng)晶體合金具有更為良好的耐蝕性能，參見Corrosion，32卷，155頁，1976中R·B·Diegle和J·Slater提出的報告。研究者將此種現(xiàn)象歸因于三種因素：組織，如晶界和位錯;化學(xué)成分;和均質(zhì)性，包括成分波動和析出。

Ruf和Tsuei報導(dǎo)了具有極高耐蝕性能的非晶態(tài)Cr-B合金，參見“非晶態(tài)Cr-B合金中的極高耐蝕性能”（Journal????of????Applied????Physics，54卷，10期，5705頁，1983）。含硼約20%～60%（原子百分?jǐn)?shù)）的Cr-B合金的非晶態(tài)膜是通過射頻濺射而形成的。Ruf和Tsuei報導(dǎo)了，僅當(dāng)存在于非晶態(tài)合金中的硼為20%～40%（原子百分?jǐn)?shù)）時，在室溫12N????HCl中，合金才表現(xiàn)出高的耐蝕性能。據(jù)報導(dǎo)，大塊的多晶體鉻在室溫12N????HCl中每天要溶解下去約700毫米。

在Glassy????Metals第8章，CRC????Press，Inc.，1983“磁、化學(xué)和組織性能”中可以找到關(guān)于非晶態(tài)合金耐蝕性能的詳盡討論。盡管對非晶態(tài)金屬合金耐蝕性能的理解已取得不少進(jìn)展，但已驗明，在極苛刻的酸性和/或堿性介質(zhì)中，不受腐蝕或輕微受腐蝕的合金為數(shù)極少。那些真正顯示出這些性能的為數(shù)不多的合金又在其成分中動用了昂貴的材料，因此對于需要它們的這些性能的許多應(yīng)用都受到限制。

曾對已研究過耐蝕性能的非晶態(tài)金屬合金在比較緩和的條件即1N～12N????HCl和室溫下進(jìn)行過評定，但在較苛刻的條件下，例如6.5N????HCl并在高溫下，那些引證為具有良好耐蝕性能的非晶態(tài)金屬合金或許并不適用。

在非晶態(tài)金屬合金領(lǐng)域中所缺乏的正是在苛刻的腐蝕條件下表現(xiàn)高度耐蝕的經(jīng)濟(jì)的合金。

所以本發(fā)明的一個目的是提供在酸性介質(zhì)中具有優(yōu)良耐蝕性能的非晶態(tài)金屬合金。

本發(fā)明的另一個目的是提供在一定程度上考慮到成本效果的非晶態(tài)金屬合金。

本發(fā)明的這些以及其他目的，對熟悉本工藝的人員按照本發(fā)明的說明書和附帶的權(quán)利要求書就會一目了然。

本發(fā)明涉及一種非晶態(tài)金屬合金，其分子式如下：

Cr_1-xM_x

其中M是選自包括B，C，P，N，S，Sb和As這一組中的一種元素;并且

當(dāng)M為B時，X的范圍從約為0.04到約0.16;

當(dāng)M為C時，X的范圍從約為0.04到約0.20;

當(dāng)M為P，N，S，Sb和As時，X的范圍從約0.04到約0.30。