
哈(ha)氏(shi)合金(jin)(jin)是一種鎳(nie)基(ji)耐(nai)腐蝕合金(jin)(jin),主要分成鎳(nie)-鉻(ge)合金(jin)(jin)與鎳(nie)鉻(ge)鉬合金(jin)(jin)兩(liang)大類。哈(ha)氏(shi)合金(jin)(jin)具有(you)良好的(de)抗腐蝕性和熱穩(wen)定(ding)性,多用于航(hang)空事業,化(hua)學領(ling)域等(deng)。哈(ha)氏(shi)合金(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就是美(mei)國哈(ha)氏(shi)合金(jin)(jin)國際公司(si)所(suo)生產的(de)鎳(nie)基(ji)耐(nai)蝕合金(jin)(jin)的(de)商業牌(pai)號的(de)統(tong)稱。
為了提高 (0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2) 、Hastelloy G 合金的耐晶間腐蝕性能,降低合金中的碳量到≤0.015%,為了降低合金成本將合金中鈮量降到了≤0.5%, 開發出了(00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb)、 Hastelloy G3合金(jin),其應用范圍與Hastelloy G合金基本相同。
一、化學成分和組(zu)織特點
(00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb)、 Hastelloy G3的化學成分見表。

此(ci)合(he)(he)金的(de)組織特點與前述(shu)0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2合(he)(he)金基本相同,只是在敏態合(he)(he)金中(zhong)所析(xi)出的(de)碳化物有顯著減少。
二(er)、耐腐(fu)蝕性(xing)能(neng)
1. 全面腐蝕
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金在一些酸介質中的耐蝕性見表2-4-37~表2-4-39。從表2-4-37中結果可知,含HF的工業磷酸要比含2000ppm Cl-的工業磷酸具有更強的腐蝕性;常用于濕法磷酸的 Sanicro 28 (00Cr27Ni31Mo3Cu)合金,其耐蝕性要遠較00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金為低,G3合金中高鉬量的有效作用是顯而易見的。

從表2-4-38所列出的在化學工業、動力工業和紙漿及造紙工業所遇到的介質環境中的腐蝕試驗結果中可以看出,在10%HCl;50%H2SO4;85%H3PO4;7%H2SO4+3%HCl+1%FeCl3+1%CuCl2 和 Streicher 試驗中,G3合金的耐蝕性要優于G合金,而在30%磷酸中,G3和G合金耐蝕性相近,但在10%硫酸中,G合金的耐蝕性優于G3合金。

從表(biao)2-4-39所(suo)進行的大量試驗結果看,除硝酸(suan)十鹽酸(suan)的腐蝕(shi)介質外,Inconel 625的耐(nai)蝕(shi)性優于G3合(he)金(jin)外,G3合(he)金(jin)的耐(nai)蝕(shi)性多(duo)優于Inconel 625合(he)金(jin)。

2. 晶(jing)間腐蝕
中溫敏(min)(min)化(時效)對00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)(he)金(jin)晶間腐蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感(gan)性的影響(xiang)(xiang)見表2-4-40和 圖2-4-22。可以看出,中溫敏(min)(min)化(時效)處理對00Cr22Ni48Mo7Cu2N6的耐(nai)蝕(shi)(shi)性的不利影響(xiang)(xiang)要低(di)(di)于0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2(Hastelloy G)合(he)(he)金(jin)。這與0Cr22Ni48Mo7Cu2Nb(G3)不僅含鈮(ni),而且含碳量低(di)(di)(≤0.015%)有(you)(you)關。從(cong)表中還可知,871℃時效(敏(min)(min)化)對晶間腐蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感(gan)性而言是最敏(min)(min)感(gan)的溫度。根(gen)據這一(yi)式驗結果說明焊后(hou)G3合(he)(he)金(jin)較G合(he)(he)金(jin)的熱影響(xiang)(xiang)區具有(you)(you)更佳的耐(nai)蝕(shi)(shi)性。


3. 點蝕(shi)和縫隙(xi)腐蝕(shi)
表2-4-41 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)(he)金在含氯(lv)化物的(de)氧化性(xing)介質中(zhong)的(de)耐點蝕(shi)性(xing)能,可以看出,00C+22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)(he)金的(de)臨界點蝕(shi)溫(wen)度與G 30(00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)(he)金相(xiang)同,但遠(yuan)遠(yuan)高于所試驗的(de)其他通用不銹(xiu)鋼和高鉬(mu)不銹(xiu)鋼以及鐵鎳基(ji)耐蝕(shi)合(he)(he)金。

表 2-4-42 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 和 0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2 兩(liang)種(zhong)合(he)金(jin)的縫隙(xi)腐蝕性能(neng)試驗(yan)結果(guo)。兩(liang)種(zhong)合(he)金(jin)間沒有(you)明顯差別,但 Hastelloy G3的縫隙(xi)腐蝕面積要稍高(gao)于 Hastelloy G 合(he)金(jin)。

三、力學(xue)性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金具有良(liang)好的(de)力(li)學性能(neng),其最低值見(jian)(jian)表(biao)2-4-43。冷拔管材(cai)的(de)典(dian)型力(li)學性能(neng)見(jian)(jian)表(biao)2-4-44。

四、冷熱加工和成型性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合金的冷(leng)熱加(jia)(jia)工和成型(xing)性與G合金類似,但熱成型(xing)后不需再進行(xing)熱處理(li)。00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合金冷(leng)加(jia)(jia)工(或冷(leng)成型(xing)前)需先(xian)進行(xing)固溶(rong)處理(li),以獲得足夠(gou)塑性,冷(leng)加(jia)(jia)工過(guo)程中(zhong)要(yao)及時(shi)進行(xing)中(zhong)間退火處理(li)。
五、焊(han)接(jie)性能
Hastelloy G3合金可(ke)焊(han)(han)(han)性良好,可(ke)采用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)高鎳耐蝕(shi)合金通用(yong)(yong)(yong)的(de)各種方法進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。焊(han)(han)(han)后(hou)一般(ban)不需再進(jin)行(xing)固溶處理。采用(yong)(yong)(yong)SMAW焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時,可(ke)采用(yong)(yong)(yong)G3焊(han)(han)(han)條,采用(yong)(yong)(yong)GSAW焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時,采用(yong)(yong)(yong)G3焊(han)(han)(han)絲,焊(han)(han)(han)后(hou)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)金屬的(de)耐蝕(shi)性與母材基本相當。
六、熱(re)處理工藝
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 可(ke)于1100~1150℃加熱,保溫后快冷(leng)處理。
七、物理(li)性能
表2-4-45 列出了00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金的(de)物理性(xing)能。

八(ba)、應用(yong)
00Cr22N48Mo7Cu2Nb合金(jin)的(de)(de)應用(yong)基(ji)本與G合金(jin)相同。由(you)于此(ci)合金(jin)碳最很低,因(yin)此(ci)焊后不需(xu)再(zai)進行(xing)固(gu)溶處理(li)。此(ci)合金(jin)特(te)別適用(yong)于磷酸(suan)和硫酸(suan)等還原性(xing)(xing)腐蝕(shi)環(huan)境中(zhong)(zhong)使(shi)用(yong)的(de)(de)設備(bei)和各種構(gou)件(jian)(jian),同時(shi)也適用(yong)于FGD系(xi)統中(zhong)(zhong)的(de)(de)零部件(jian)(jian)。目(mu)前,深井油氣(qi)田開發所遇到的(de)(de)苛刻腐蝕(shi)條件(jian)(jian),由(you)于此(ci)合金(jin)高強度和高耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)良好匹配(pei),國內外此(ci)合金(jin)已廣泛用(yong)于熱(re)酸(suan)性(xing)(xing)油氣(qi)井鉆探中(zhong)(zhong)所使(shi)用(yong)的(de)(de)各種管件(jian)(jian)。
