哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)是一種鎳(nie)(nie)基耐腐(fu)蝕合(he)(he)金(jin)(jin)(jin),主要分成鎳(nie)(nie)-鉻合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)與鎳(nie)(nie)鉻鉬合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)兩(liang)大類(lei)。哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)具有良好(hao)的(de)抗(kang)腐(fu)蝕性(xing)和熱穩定性(xing),多用(yong)于航(hang)空事業,化學領域等(deng)。哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就是美國哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)國際公司所生產(chan)的(de)鎳(nie)(nie)基耐蝕合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)商業牌號(hao)的(de)統稱(cheng)。
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,其應用范圍與Hastelloy G合金基本相同。
一、化學成(cheng)分和組織特點
(00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb)、 Hastelloy G3的化學成分見表。
此合(he)金(jin)的組織特點(dian)與前(qian)述0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2合(he)金(jin)基本相(xiang)同,只是在敏態合(he)金(jin)中所析出的碳化物有(you)顯著減少。
二、耐(nai)腐蝕性(xing)能
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(cong)表2-4-39所進行的(de)大量試驗(yan)結(jie)果看,除(chu)硝酸十鹽酸的(de)腐蝕(shi)介質外(wai)(wai),Inconel 625的(de)耐蝕(shi)性優于G3合金(jin)外(wai)(wai),G3合金(jin)的(de)耐蝕(shi)性多優于Inconel 625合金(jin)。
2. 晶間腐蝕
中(zhong)溫敏(min)(min)化(時效(xiao))對00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕敏(min)(min)感(gan)性(xing)的(de)影(ying)(ying)響見表2-4-40和 圖2-4-22。可以看出,中(zhong)溫敏(min)(min)化(時效(xiao))處理對00Cr22Ni48Mo7Cu2N6的(de)耐(nai)蝕性(xing)的(de)不利影(ying)(ying)響要(yao)低于0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2(Hastelloy G)合金。這與(yu)0Cr22Ni48Mo7Cu2Nb(G3)不僅含鈮,而且含碳(tan)量(liang)低(≤0.015%)有(you)關。從表中(zhong)還可知,871℃時效(xiao)(敏(min)(min)化)對晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕敏(min)(min)感(gan)性(xing)而言(yan)是(shi)最敏(min)(min)感(gan)的(de)溫度(du)。根據這一式驗結果說明焊后G3合金較G合金的(de)熱(re)影(ying)(ying)響區具有(you)更佳(jia)的(de)耐(nai)蝕性(xing)。
3. 點蝕和縫隙腐(fu)蝕
表2-4-41 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)金在含氯化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)性介質(zhi)中的(de)(de)(de)耐點(dian)蝕性能,可以(yi)看出(chu),00C+22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)金的(de)(de)(de)臨(lin)界點(dian)蝕溫(wen)度與G 30(00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)金相同,但(dan)遠遠高(gao)于所試驗的(de)(de)(de)其他通用不銹(xiu)鋼(gang)和高(gao)鉬不銹(xiu)鋼(gang)以(yi)及鐵鎳基耐蝕合(he)金。
表 2-4-42 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 和 0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2 兩種(zhong)(zhong)合金(jin)的(de)縫隙腐蝕性(xing)能試驗結果。兩種(zhong)(zhong)合金(jin)間沒有明顯差別,但(dan) Hastelloy G3的(de)縫隙腐蝕面積要稍(shao)高于 Hastelloy G 合金(jin)。
三、力學性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)金具(ju)有良好的力學(xue)(xue)性(xing)能,其最(zui)低值見表2-4-43。冷(leng)拔管材的典型力學(xue)(xue)性(xing)能見表2-4-44。
四、冷(leng)熱加(jia)工(gong)和成(cheng)型(xing)性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合金的冷熱(re)加(jia)工(gong)和成型(xing)(xing)性(xing)與G合金類似,但熱(re)成型(xing)(xing)后不需再進(jin)行熱(re)處理(li)。00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合金冷加(jia)工(gong)(或冷成型(xing)(xing)前)需先進(jin)行固溶處理(li),以獲得足夠塑性(xing),冷加(jia)工(gong)過程中要及時進(jin)行中間退火處理(li)。
五、焊接(jie)性能
Hastelloy G3合金(jin)可焊(han)性良(liang)好,可采(cai)用(yong)(yong)焊(han)接(jie)高鎳耐(nai)(nai)蝕合金(jin)通(tong)用(yong)(yong)的(de)(de)各種方(fang)法(fa)進行焊(han)接(jie)。焊(han)后一(yi)般不需再進行固溶處理(li)。采(cai)用(yong)(yong)SMAW焊(han)接(jie)時(shi),可采(cai)用(yong)(yong)G3焊(han)條,采(cai)用(yong)(yong)GSAW焊(han)接(jie)時(shi),采(cai)用(yong)(yong)G3焊(han)絲,焊(han)后焊(han)接(jie)金(jin)屬的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性與(yu)母材基本(ben)相當。
六、熱(re)處理工藝(yi)
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 可于1100~1150℃加(jia)熱,保溫后快冷(leng)處(chu)理。
七、物理(li)性能
表2-4-45 列出了00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金的(de)物理(li)性能。
八、應用
00Cr22N48Mo7Cu2Nb合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的應用(yong)(yong)基(ji)本(ben)與G合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)相(xiang)同。由于此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)碳最很低,因(yin)此(ci)(ci)焊后不需再進行固溶(rong)處理。此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)特別適(shi)用(yong)(yong)于磷酸和硫酸等還原性腐蝕(shi)環境中使(shi)用(yong)(yong)的設備和各(ge)種(zhong)構件(jian),同時也(ye)適(shi)用(yong)(yong)于FGD系統中的零部件(jian)。目前(qian),深(shen)井油(you)氣田開發(fa)所(suo)遇到(dao)的苛刻腐蝕(shi)條件(jian),由于此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)高強(qiang)度和高耐蝕(shi)性的良好匹配,國內外(wai)此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)已廣泛(fan)用(yong)(yong)于熱酸性油(you)氣井鉆探中所(suo)使(shi)用(yong)(yong)的各(ge)種(zhong)管件(jian)。