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哈氏合金|Hastelloy

哈(ha)氏(shi)(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)是(shi)一種鎳基耐(nai)腐(fu)蝕合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin),主要分(fen)成鎳-鉻合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)與鎳鉻鉬合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)兩大類(lei)。哈(ha)氏(shi)(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)具(ju)有良(liang)好的(de)抗腐(fu)蝕性(xing)和熱穩定(ding)性(xing),多用于(yu)航空事業,化學領域等。哈(ha)氏(shi)(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就是(shi)美國哈(ha)氏(shi)(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)國際公司所生產的(de)鎳基耐(nai)蝕合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)商業牌號的(de)統稱。

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、化學(xue)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(er)、耐蝕(shi)性(xing)能


  1. 全面(mian)腐蝕


  一般情況0Cr16Ni60Mo16W4的(de)(de)腐蝕(shi)數據對00Cr16Ni60Mo16W4也(ye)是適用(yong)(yong)的(de)(de)。表3-5-26和圖3-5-16~圖3-5-21列出了該(gai)合金本身進行腐蝕(shi)試(shi)驗所(suo)取得的(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)。顯(xian)然,00Cr16Ni60Mo16W4合金固溶(rong)態的(de)(de)耐蝕(shi)特點與0Cr16Ni60Mo16W4完全一致。因此(ci),前述(shu) 0Cr16Ni60Mo16W4 合金的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)結(jie)(jie)果(guo)仍可(ke)適用(yong)(yong)于00Cr16Ni60Mo16W4合金。


表 3-5-26.jpg

圖 3-5-18.jpg

圖 3-5-20.jpg

  

  2. 局(ju)部腐蝕(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. 加速腐蝕試驗(yan)


   加(jia)速腐(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)驗是為了(le)迅速確定 Hastelloy C-276合金(jin)的耐蝕(shi)性(xing)是否滿足(zu)工(gong)廠實(shi)際腐(fu)蝕(shi)環境的需要。加(jia)速腐(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)驗所選用(yong)的介質(zhi)一般(ban)要較(jiao)實(shi)際使用(yong)條件(jian)更加(jia)苛刻(ke)。對(dui)鎳鉻(ge)鉬型耐蝕(shi)合金(jin)而言,按(an)規(gui)定要進行鹽酸彎曲(qu)試(shi)(shi)驗和(he)硫酸鐵試(shi)(shi)驗。


   鹽酸彎(wan)(wan)曲試驗(yan)系10%沸騰(teng)HCI酸中試驗(yan)24小時(shi),然后將試樣彎(wan)(wan)曲180°。焊(han)接試樣則要求(qiu)垂(chui)直于焊(han)縫方(fang)向彎(wan)(wan)曲,且彎(wan)(wan)曲中部位(wei)要位(wei)于熱(re)影(ying)響區。彎(wan)(wan)曲后的試樣在(zai)放大10倍下觀察有無(wu)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) 3-5-29 系 00Cr16Ni60Mo16W4 合金(jin)的室(shi)溫和高(gao)溫瞬(shun)時力(li)學性能。表(biao) 3-5-30 則系焊接金(jin)屬(shu)的力(li)學性能。 表(biao) 3-5-31 和 表(biao) 3-5-32 分別為(wei)不同熱(re)處理條件下(xia)的低(di)溫沖(chong)擊性能和室(shi)溫硬度。


表 3-5-29.jpg

表 3-5-30.jpg


四、物理(li)性能(neng)


  00Cr16Ni60Mo16W4 合金的(de)物理性(xing)能件下(xia)表(biao)


表 3-5-33.jpg


五、焊接性能


Hastelloy C-276合(he)金(jin)焊(han)(han)接(jie)性能良好,可以采用(yong)(yong)通用(yong)(yong)的焊(han)(han)接(jie)方(fang)(fang)法進行焊(han)(han)接(jie)無特殊(shu)困難。而(er)TIG、MIG和手工(gong)電弧焊(han)(han)則(ze)是(shi)最常用(yong)(yong)的。但當用(yong)(yong)于耐蝕用(yong)(yong)途時,不推薦選(xuan)用(yong)(yong)乙炔焊(han)(han)方(fang)(fang)法。焊(han)(han)接(jie)過程(cheng)中要防止熱(re)輸入過大(da),對于埋弧焊(han)(han)更應(ying)特別注意。


六、冷熱加工及成型(xing)性能(neng)


  0Cr16Ni60Mo16W4合(he)金冷加工并無特殊(shu)困難(nan)。但是(shi),其熱(re)加工則是(shi)鎳(nie)基耐(nai)蝕合(he)金中較困難(nan)的一種。這(zhe)并不是(shi)由于(yu)其熱(re)塑(su)(su)性(xing)低,而是(shi)由于(yu)變(bian)形抗力大,加工工藝控制要(yao)求嚴格所致。圖3-5-14和(he)圖3-5-15系國內(nei)對0Cr16Ni60Mo16W4合(he)金的熱(re)塑(su)(su)性(xing)進行試驗所取(qu)得的結果。顯然,電(dian)渣重熔(rong)冶煉可明顯提高(gao)此合(he)金的熱(re)塑(su)(su)性(xing)。合(he)金鍛態的熱(re)塑(su)(su)性(xing)高(gao)于(yu)鑄態。合(he)金的熱(re)加工及熱(re)成型溫度以1000~1200℃為(wei)宜。


七、熱處理


 在沒有特殊規定(ding)和要求的(de)情況下(xia),Hastelloy C-276合(he)金進(jin)行固溶(rong)處理,即在1121℃下(xia)加熱后(hou)急冷。在此種狀態下(xia),Hastelloy C-276合(he)金才(cai)具有最(zui)佳的(de)耐蝕、力學綜合(he)性能(neng)。


八(ba)、應用(yong)


Hastelloy C-276合(he)金(jin)在(zai)冶金(jin)廠可(ke)生產板、管、絲、帶(dai)、棒材以及鍛件和(he)鑄件。此(ci)合(he)金(jin)由于在(zai)氯(lv)化物以及含各種有機酸的硫酸、亞硫酸、磷酸、各種有機酸、高溫氟化氫等介(jie)質中的良好的耐(nai)全面腐蝕(shi)和(he)局部腐蝕(shi)性能,因此(ci)可(ke)制(zhi)造耐(nai)這些介(jie)質腐蝕(shi)的各種容器、管道、閥門、塔、槽等。