哈(ha)(ha)(ha)氏(shi)(shi)合(he)金(jin)(jin)是一種(zhong)鎳基(ji)耐腐蝕合(he)金(jin)(jin),主(zhu)要分(fen)成鎳-鉻合(he)金(jin)(jin)與鎳鉻鉬合(he)金(jin)(jin)兩大類。哈(ha)(ha)(ha)氏(shi)(shi)合(he)金(jin)(jin)具有良好的(de)抗腐蝕性和熱穩(wen)定性,多(duo)用于航(hang)空事(shi)業,化(hua)學(xue)領域等。哈(ha)(ha)(ha)氏(shi)(shi)合(he)金(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就(jiu)是美國哈(ha)(ha)(ha)氏(shi)(shi)合(he)金(jin)(jin)國際公司所生產的(de)鎳基(ji)耐蝕合(he)金(jin)(jin)的(de)商(shang)業牌(pai)號的(de)統稱。
(00Cr16Ni66Mo16Ti)、NS 335、Hastelloy C-4 合(he)金在(zai)20世(shi)紀70年代問世(shi),它(ta)是在(zai)Hastelloy C-276 基礎上進一步降(jiang)碳、降(jiang)鐵(tie)、去鎢并加入了(le)(le)穩(wen)定(ding)化(hua)元素(su)鈦,從(cong)而更加提高了(le)(le)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)耐晶間腐蝕性,使此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)組(zu)織熱(re)穩(wen)定(ding)性較(jiao)前述(shu) Hastelloy C-276更佳,從(cong)而為此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)制造(zao)需要的(de)焊接和熱(re)成(cheng)型設備提供(gong)了(le)(le)條件。
一、化學(xue)成分和組織(zhi)特點
(00Cr16Ni66Mo16Ti)、NS 335、Hastelloy C-4 合(he)(he)金的化(hua)學成分(fen)見(jian)表3-5-1,此合(he)(he)金的典(dian)型控(kong)制成分(fen)見(jian)表3-5-35。它(ta)的組織結構(gou)與0Cr16Ni60Mo16W4和00Cr16Ni60Mo16W4基本相同,僅是鉻碳化(hua)物(wu)和金屬(shu)間相,例(li)如μ相(Ni,Fe,Co)3(W,Mo,Cr)的數(shu)量(liang)更少。
二、耐腐(fu)蝕(shi)性能
1. 全面(mian)腐蝕
0Cr16Ni60Mo16W4 和 00Cr16Ni60Mo16W4 兩(liang)種合(he)金的耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)數據均(jun)可供00Cr16Ni66Mo16Ti參考(kao)使(shi)用(yong)。由(you)于(yu)此(ci)合(he)金碳、鐵含量低(di),碳化物、金屬間(jian)相析出數量少,因(yin)而在一些(xie)介質(zhi)中耐全面腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)優于(yu)0Cr16Ni60Mo16W4 和00Cr16Ni60Mo16W4 合(he)金,特(te)別是(shi)焊后性(xing)(xing)(xing)能(neng)表(biao)現(xian)更加明顯。但是(shi),由(you)于(yu)00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金中不含鎢,因(yin)此(ci)在固溶態耐鹽酸等還(huan)原性(xing)(xing)(xing)酸的性(xing)(xing)(xing)能(neng)可能(neng)有所(suo)降低(di)。表(biao)3-5-36及圖(tu)3-5-22和圖(tu)3-5-23系一些(xie)腐蝕(shi)試(shi)驗結(jie)果。
2. 晶間腐蝕
圖(tu)3-5-24和(he)(he)圖(tu)3-5-25系經不同敏(min)化(hua)溫(wen)度(du)、時間熱處理(li)(li)后(hou),0Cr16Ni60Mo16W4 和(he)(he) 00Cr16Ni60Mo16W4 和(he)(he)00Cr16Ni66Mo16Ti 三種(zhong) Ni-Cr-Mo合(he)金耐(nai)蝕性(xing)(xing)和(he)(he)沉淀相析出的(de)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)的(de)比較。在圖(tu)3-5-25中,不同溫(wen)度(du)敏(min)化(hua)后(hou)00Cr16Ni66Mo16Ti 合(he)金具有最(zui)(zui)佳的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing),在三種(zhong)合(he)金中,它對敏(min)化(hua)處理(li)(li)最(zui)(zui)不敏(min)感(gan);由于沉淀相的(de)析出行為直(zhi)接與其晶(jing)間腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)(xing)有關,因此,圖(tu)3-5-24表明(ming),三種(zhong)合(he)金中00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金晶(jing)間腐(fu)蝕傾向也是(shi)最(zui)(zui)低的(de)。
3. 加速腐蝕(shi)試(shi)驗
為(wei)了(le)對 00Cr16Ni66Mo16Ti合金進行質量控制,通常(chang)采用比實(shi)際介(jie)質更為(wei)苛刻的腐(fu)蝕試驗(yan)條(tiao)(tiao)件來進行加速(su)試驗(yan)。目的是確定該材料是否適(shi)應工廠(chang)的實(shi)際使用條(tiao)(tiao)件。加速(su)腐(fu)蝕試驗(yan)方法與(yu)00Cr16Ni60Mo16W4相同(tong),系進行鹽酸(suan)彎曲(qu)試驗(yan)和硫酸(suan)鐵試驗(yan),其典型結果見表(biao)3-5-37。
四、力學性(xing)能(neng)
表3-5-38~表3-5-40系此合金的(de)固溶態(tai)(tai)、時效態(tai)(tai)和焊(han)(han)態(tai)(tai)的(de)力學性能。由(you)表中可(ke)知(zhi),即使經過時效,00Cr16Ni66Mo16Ti合金的(de)塑(su)性也(ye)并未降低。但是(shi)(shi),在焊(han)(han)態(tai)(tai)其(qi)塑(su)性則有某種程(cheng)度的(de)下(xia)降。在工程(cheng)上應用(yong),其(qi)塑(su)性仍是(shi)(shi)足夠的(de)。由(you)于 00Cr16Ni66Mo16Ti 合金時效后沉淀相比 00Cr16Ni60Mo16W4 合金少(shao),因此其(qi)固溶和時效的(de)塑(su)性并無明顯差(cha)別(bie),見圖 3-5-26。
五、物(wu)理性能
00Cr16Ni66Mo16Ti 合金的物(wu)理常數列入表(biao)3-5-41。
六(liu)、焊接(jie)性能
由于(yu)00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合合金可焊性能好(hao),焊后具有高耐蝕(shi)性,因此(ci),與(yu)前述兩種Ni-Cr-Mo耐蝕(shi)合金相比,此(ci)合金更適于(yu)在(zai)焊接(jie)(jie)狀態下(xia)用(yong)(yong)于(yu)化(hua)學工業(ye)等(deng)工業(ye)中。00Cr16Ni66Mo16Ti合金可以(yi)采(cai)用(yong)(yong)常用(yong)(yong)的(de)(de)焊接(jie)(jie)方法(fa),例如(ru),TIG、MIG、手工電(dian)弧焊等(deng)進行(xing)焊接(jie)(jie)而無任何困(kun)難。當采(cai)用(yong)(yong)埋弧焊時,要(yao)注意(yi)防止過熱(re),同時溶劑中不(bu)(bu)允(yun)許含碳或硅。對于(yu)耐蝕(shi)用(yong)(yong)途(tu)的(de)(de)00Cr16Ni66Mo16Ti合金,不(bu)(bu)推薦采(cai)用(yong)(yong)乙炔(gui)焊。
七(qi)、冷熱加工及成型性(xing)能(neng)
由于(yu)此合(he)(he)金(jin)(jin)中不含(han)鎢,高溫下(xia)變形(xing)抗力小,因而較前(qian)兩種(zhong)高鉬(mu)、高鎢的Ni-Cr-Mo耐(nai)蝕合(he)(he)金(jin)(jin)易于(yu)熱加工,同(tong)時冷(leng)加工性(xing)能(neng)亦(yi)佳(jia)。00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的冷(leng)成型性(xing)能(neng),特別(bie)是在時效態(tai)幾乎(hu)與固溶態(tai)相差無幾,遠遠優于(yu)前(qian)述(shu)的兩種(zhong)Ni-Cr-Mo合(he)(he)金(jin)(jin)。冷(leng)成型性(xing)的試驗結果見表3-5-42。
八、熱處(chu)理
除(chu)特(te)殊(shu)規定外,00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合金均進行固溶(rong)處理(li)(li)。只有這樣才能使此合金具有最佳的耐(nai)蝕性(xing)和最高的塑(su)性(xing)。其固溶(rong)處理(li)(li)溫度是1040℃,保溫后急冷。
九、應用
本合(he)金(jin)可供應板(薄(bo)板、中板)、棒、絲、帶、管材,鍛件和鑄件等(deng)冶金(jin)產品(pin)。主要用于(yu)(yu)耐(nai)(nai)鹽酸(suan)、硫酸(suan)等(deng)無機酸(suan),耐(nai)(nai)甲(jia)酸(suan)等(deng)有機酸(suan),耐(nai)(nai)氯及含氯的介質,干氯氣(qi),海水(shui)等(deng)。由于(yu)(yu)此合(he)金(jin)耐(nai)(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)、點蝕(shi)和縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)的性(xing)能良好,因此常用于(yu)(yu)其他不銹鋼和一(yi)些高(gao)鎳耐(nai)(nai)蝕(shi)合(he)金(jin)無法解決的局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)問題(ti)。此合(he)金(jin)可制造耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)的管道(dao)、容器(qi)、塔(ta)、槽、反(fan)應器(qi)、熱(re)交換器(qi)以及泵、閥等(deng)。