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哈氏合金|Hastelloy

哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金(jin)是一(yi)種鎳基耐腐(fu)蝕合(he)(he)金(jin),主(zhu)要分成鎳-鉻合(he)(he)金(jin)與鎳鉻鉬合(he)(he)金(jin)兩大類。哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金(jin)具有(you)良好的抗腐(fu)蝕性和熱穩(wen)定性,多(duo)用于(yu)航空事業,化(hua)學領(ling)域(yu)等。哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金(jin)(Hastelloy alloy)就是美國(guo)哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金(jin)國(guo)際(ji)公司(si)所生產的鎳基耐蝕合(he)(he)金(jin)的商業牌(pai)號的統(tong)稱。

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(yi)、化學成分


   00Cr16Ni60Mo16W4 合金化學成分(fen)見下表,其特點是低碳、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、耐蝕性能


  1. 全面腐蝕


  一般情況0Cr16Ni60Mo16W4的(de)腐蝕數(shu)據對00Cr16Ni60Mo16W4也是適用(yong)的(de)。表3-5-26和(he)圖3-5-16~圖3-5-21列出了該合金本(ben)身進(jin)行腐蝕試驗(yan)所取得(de)的(de)結果(guo)。顯然,00Cr16Ni60Mo16W4合金固(gu)溶態的(de)耐蝕特(te)點與0Cr16Ni60Mo16W4完(wan)全(quan)一致。因此,前述 0Cr16Ni60Mo16W4 合金的(de)耐蝕性結果(guo)仍可適用(yong)于00Cr16Ni60Mo16W4合金。


表 3-5-26.jpg

圖 3-5-18.jpg

圖 3-5-20.jpg

  

  2. 局部腐蝕


  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. 加速(su)腐蝕試(shi)驗


   加(jia)速腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)是(shi)為了(le)迅速確定 Hastelloy C-276合金的(de)耐蝕(shi)性(xing)是(shi)否滿足工廠實(shi)際(ji)腐(fu)蝕(shi)環境(jing)的(de)需要(yao)。加(jia)速腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)所選用的(de)介質一般要(yao)較(jiao)實(shi)際(ji)使用條件更加(jia)苛刻。對鎳鉻(ge)鉬型耐蝕(shi)合金而言,按(an)規(gui)定要(yao)進行鹽酸(suan)彎曲試(shi)驗(yan)和硫酸(suan)鐵試(shi)驗(yan)。


   鹽(yan)酸(suan)彎(wan)曲試(shi)驗系10%沸騰HCI酸(suan)中(zhong)試(shi)驗24小時,然(ran)后將試(shi)樣(yang)彎(wan)曲180°。焊(han)接試(shi)樣(yang)則要求垂(chui)直于(yu)焊(han)縫方(fang)向彎(wan)曲,且彎(wan)曲中(zhong)部位要位于(yu)熱影響區。彎(wan)曲后的試(shi)樣(yang)在放(fang)大10倍(bei)下觀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(san)、力學性能


  表(biao)(biao) 3-5-29 系 00Cr16Ni60Mo16W4 合金的(de)室(shi)溫和高(gao)溫瞬時力(li)學(xue)性(xing)能(neng)。表(biao)(biao) 3-5-30 則系焊接金屬的(de)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)。 表(biao)(biao) 3-5-31 和 表(biao)(biao) 3-5-32 分別為不(bu)同熱處理條件下的(de)低(di)溫沖擊性(xing)能(neng)和室(shi)溫硬度。


表 3-5-29.jpg

表 3-5-30.jpg


四(si)、物(wu)理性能(neng)


  00Cr16Ni60Mo16W4 合金的物理性能件下表


表 3-5-33.jpg


五(wu)、焊接性能(neng)


Hastelloy C-276合(he)金焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)能良好,可以采用(yong)(yong)(yong)通用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法進行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)無特殊困(kun)難。而TIG、MIG和手工電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)則是最常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)。但(dan)當用(yong)(yong)(yong)于耐(nai)蝕用(yong)(yong)(yong)途時,不推薦選用(yong)(yong)(yong)乙炔焊(han)(han)(han)(han)方(fang)法。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過程(cheng)中要防止(zhi)熱輸入(ru)過大,對于埋弧焊(han)(han)(han)(han)更應特別注意。


六、冷熱(re)加工及成型性能


  0Cr16Ni60Mo16W4合金冷加工并(bing)無特殊困(kun)難。但是(shi),其熱(re)加工則是(shi)鎳基耐蝕合金中較困(kun)難的(de)一種。這并(bing)不是(shi)由(you)(you)于其熱(re)塑性(xing)低,而是(shi)由(you)(you)于變形抗力大,加工工藝控制(zhi)要求嚴格所致。圖(tu)(tu)3-5-14和圖(tu)(tu)3-5-15系(xi)國內(nei)對0Cr16Ni60Mo16W4合金的(de)熱(re)塑性(xing)進行試驗所取得的(de)結果。顯(xian)然,電(dian)渣重熔冶煉可明顯(xian)提高此合金的(de)熱(re)塑性(xing)。合金鍛(duan)態的(de)熱(re)塑性(xing)高于鑄態。合金的(de)熱(re)加工及熱(re)成型(xing)溫度以(yi)1000~1200℃為宜。


七、熱處理


 在沒有(you)特(te)殊規定和(he)要求的(de)情況下,Hastelloy C-276合金進行(xing)固溶處理(li),即在1121℃下加熱后急冷。在此種狀(zhuang)態下,Hastelloy C-276合金才(cai)具有(you)最佳的(de)耐(nai)蝕、力學(xue)綜合性能。


八、應用(yong)


Hastelloy C-276合金(jin)在冶金(jin)廠可生產板、管、絲(si)、帶、棒材以及鍛件(jian)(jian)和(he)鑄件(jian)(jian)。此(ci)合金(jin)由于(yu)在氯(lv)化物(wu)以及含各種(zhong)(zhong)有(you)機酸的(de)硫酸、亞硫酸、磷酸、各種(zhong)(zhong)有(you)機酸、高溫氟化氫等介質中的(de)良好的(de)耐(nai)全面(mian)腐(fu)蝕(shi)(shi)和(he)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)性能,因此(ci)可制造耐(nai)這些介質腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)各種(zhong)(zhong)容器(qi)、管道、閥門、塔、槽等。