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哈氏合金|Hastelloy

哈(ha)氏(shi)合(he)(he)(he)金是(shi)一種(zhong)鎳基耐(nai)腐蝕(shi)合(he)(he)(he)金,主要分成鎳-鉻合(he)(he)(he)金與(yu)鎳鉻鉬(mu)合(he)(he)(he)金兩(liang)大類。哈(ha)氏(shi)合(he)(he)(he)金具(ju)有良(liang)好的抗腐蝕(shi)性和熱穩定性,多(duo)用(yong)于航空事(shi)業,化學領域等。哈(ha)氏(shi)合(he)(he)(he)金(Hastelloy alloy)就是(shi)美國哈(ha)氏(shi)合(he)(he)(he)金國際(ji)公司所生產的鎳基耐(nai)蝕(shi)合(he)(he)(he)金的商業牌號的統稱(cheng)。

產品分類 / 用途

00Cr16Ni60Mo16W4 (Hastelloy C-276)

   Hastelloy C-276合金中外牌號: 美國UNS:N10276 ,德國DIN: NiMo16Cr15W  W-Nr: 2.4819  中國GB/T: NS 334  英國BS: NA 17D  化學成分標號:00Cr16Ni60Mo16W4


 (00Cr16Ni60Mo16W4 )Hastelloy C-276 合金于1965年問世,1970年后采用爐外精煉工藝(AOD,VOD)進行生產,以獲得超低碳(C ≤ 0.02% )和高純度的合金內在質量。為了降低0Cr16Ni60Mo16W4合金的焊后和熱成型后晶間腐蝕的敏感性和脆性,克服Hastelloy C合金焊接后或熱成型后尚需要進行固溶處理的嚴重缺點,除降低碳含量(C ≤ 0.02% )外,還降低了合金中的硅含量到≤ 0.08%。降低碳含量可減少合金中的碳化物析出的數量;降低硅含量可減少合金中金屬間相的沉淀數量,從而達到提高合金耐晶間腐蝕性能的目的。與此同時,合金的塑性、韌性和加工成型也有極大的改善。



一、化學成(cheng)分


   00Cr16Ni60Mo16W4 合金化學(xue)成分見下表,其特點是(shi)低碳(tan)、低硅。


                                                                            Hastelloy C-276 ( GB NS 334 )合金的化學成分
元素名稱
      C
   Si  Mn   P    S         Cr   Ni       Mo      W      Fe  Co    V
含量  ≤0.02 ≤0.08  ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03  14.5~16.5 ≥57 15.0~17.0 3.0~4.5  4.0~7.0≤2.5≤0.035



二、耐(nai)蝕性能


  1. 全面腐蝕


  一般情況0Cr16Ni60Mo16W4的腐蝕數據對00Cr16Ni60Mo16W4也是(shi)適用的。表3-5-26和圖3-5-16~圖3-5-21列(lie)出了(le)該合(he)(he)金(jin)本(ben)身進(jin)行腐蝕試驗所取得的結果。顯然(ran),00Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)金(jin)固溶態的耐蝕特點與0Cr16Ni60Mo16W4完全一致(zhi)。因(yin)此,前述 0Cr16Ni60Mo16W4 合(he)(he)金(jin)的耐蝕性結果仍(reng)可適用于(yu)00Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)金(jin)。


表 3-5-26.jpg

圖 3-5-18.jpg

圖 3-5-20.jpg

  

  2. 局部(bu)腐蝕(shi)


  試驗表明,00Cr16Ni60Mo16W4 合金的晶間腐蝕敏感性遠比0Cr16Ni60Mo16W4低。但是,當在600~1150℃敏化或焊后冷卻時,此合金中仍有二次碳化物和一些金屬間相析出,因而在某些介質條件下仍然影響00Cr16Ni60Mo16W4 合金在焊接用途的使用。在5%FeCl3+10%NaCl溶液中,室溫下試驗72h,00Cr16Ni60Mo16W4合金無論是焊態、固溶態,還是焊后熱處理態均無點蝕產生。表3-5-27系在一些介質中,00Cr16Ni60Mo16W4 合金耐點蝕試驗結果。


圖 3-5-21.jpg


  在10%FeCl3 中進行的縫隙腐蝕試驗結果標準,00Cr16Ni60Mo16W4  耐縫隙腐蝕性能也是較好的。


表 3-5-27.jpg


 3. 加(jia)速腐(fu)蝕(shi)試驗


   加(jia)速腐(fu)蝕試驗(yan)是為了(le)迅速確定 Hastelloy C-276合金的耐(nai)蝕性是否滿足(zu)工廠實際(ji)腐(fu)蝕環境的需要。加(jia)速腐(fu)蝕試驗(yan)所選用(yong)(yong)的介質一般要較(jiao)實際(ji)使用(yong)(yong)條件更加(jia)苛刻。對鎳鉻鉬(mu)型耐(nai)蝕合金而言,按規定要進行鹽酸(suan)彎曲試驗(yan)和硫酸(suan)鐵試驗(yan)。


   鹽酸(suan)彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)驗系10%沸騰(teng)HCI酸(suan)中(zhong)試(shi)驗24小時,然(ran)后將試(shi)樣彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)180°。焊接試(shi)樣則要求垂直于焊縫方向彎(wan)曲(qu)(qu)(qu),且彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)中(zhong)部位(wei)(wei)要位(wei)(wei)于熱影(ying)響區(qu)。彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)后的(de)試(shi)樣在放大10倍下(xia)觀(guan)察有無晶間開裂現象。


   硫酸鐵試驗系在50%H2SO4+42g/LFe2(SO4)3沸騰溶液中試驗24h。若有晶間腐蝕存在,則試樣的腐蝕會加速。對于Hastelloy C-276合金,可允許的最高腐蝕速率為1.02mm/月或12.24mm/a。


表 3-5-28.jpg


三、力學性能


  表(biao)(biao)(biao) 3-5-29 系 00Cr16Ni60Mo16W4 合金的室溫(wen)(wen)和高溫(wen)(wen)瞬(shun)時力學(xue)性能(neng)。表(biao)(biao)(biao) 3-5-30 則系焊接金屬的力學(xue)性能(neng)。 表(biao)(biao)(biao) 3-5-31 和 表(biao)(biao)(biao) 3-5-32 分別為不(bu)同熱處理(li)條件下的低溫(wen)(wen)沖(chong)擊性能(neng)和室溫(wen)(wen)硬度。


表 3-5-29.jpg

表 3-5-30.jpg


四、物理性能


  00Cr16Ni60Mo16W4 合金的物理性能件下(xia)表


表 3-5-33.jpg


五、焊接(jie)性能(neng)


Hastelloy C-276合金焊(han)(han)接性能良好,可(ke)以采用(yong)通用(yong)的焊(han)(han)接方(fang)法進(jin)行(xing)焊(han)(han)接無特(te)殊困難。而TIG、MIG和手工電(dian)弧(hu)焊(han)(han)則是最常用(yong)的。但當用(yong)于耐蝕(shi)用(yong)途時,不推薦選用(yong)乙(yi)炔焊(han)(han)方(fang)法。焊(han)(han)接過(guo)程中要防止(zhi)熱輸入(ru)過(guo)大,對于埋弧(hu)焊(han)(han)更應特(te)別注意。


六、冷熱加工及成(cheng)型性能


  0Cr16Ni60Mo16W4合(he)金(jin)冷(leng)加工并無特(te)殊(shu)困難。但是,其(qi)熱(re)(re)加工則是鎳基耐蝕合(he)金(jin)中較困難的(de)一種。這并不是由于(yu)其(qi)熱(re)(re)塑性(xing)(xing)低,而(er)是由于(yu)變形抗(kang)力大,加工工藝(yi)控(kong)制要求嚴(yan)格所致。圖3-5-14和圖3-5-15系國(guo)內對0Cr16Ni60Mo16W4合(he)金(jin)的(de)熱(re)(re)塑性(xing)(xing)進行試驗所取得的(de)結果。顯然,電渣重熔冶煉可明顯提高(gao)此合(he)金(jin)的(de)熱(re)(re)塑性(xing)(xing)。合(he)金(jin)鍛態(tai)的(de)熱(re)(re)塑性(xing)(xing)高(gao)于(yu)鑄態(tai)。合(he)金(jin)的(de)熱(re)(re)加工及(ji)熱(re)(re)成型溫(wen)度以1000~1200℃為宜。


七、熱(re)處理(li)


 在(zai)沒(mei)有特殊規定和要求(qiu)的情況(kuang)下(xia)(xia),Hastelloy C-276合金進行固溶(rong)處理,即在(zai)1121℃下(xia)(xia)加熱后(hou)急冷。在(zai)此(ci)種狀態下(xia)(xia),Hastelloy C-276合金才(cai)具有最佳的耐(nai)蝕、力學綜合性能。


八、應用


Hastelloy C-276合(he)金在冶金廠(chang)可生產板、管、絲、帶、棒材以及鍛件和(he)鑄件。此合(he)金由于在氯(lv)化物以及含各(ge)種有機酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)硫酸(suan)(suan)(suan)、亞硫酸(suan)(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)(suan)、各(ge)種有機酸(suan)(suan)(suan)、高溫(wen)氟化氫等介質中的(de)(de)良好(hao)的(de)(de)耐全面腐蝕(shi)和(he)局部(bu)腐蝕(shi)性能(neng),因此可制(zhi)造(zao)耐這些(xie)介質腐蝕(shi)的(de)(de)各(ge)種容器、管道、閥門、塔、槽(cao)等。