哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)是一種鎳(nie)(nie)基耐腐蝕合(he)(he)金(jin)(jin),主要分成鎳(nie)(nie)-鉻(ge)合(he)(he)金(jin)(jin)與鎳(nie)(nie)鉻(ge)鉬合(he)(he)金(jin)(jin)兩大(da)類。哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)具有良(liang)好(hao)的(de)(de)抗(kang)腐蝕性和(he)熱(re)穩定性,多用于(yu)航空事(shi)業,化學領域等。哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就是美國(guo)哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)國(guo)際(ji)公司所生產的(de)(de)鎳(nie)(nie)基耐蝕合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)商業牌號的(de)(de)統稱。
(00Cr16Ni66Mo16Ti)、NS 335、Hastelloy C-4 合金在(zai)20世紀70年代問世,它是在(zai)Hastelloy C-276 基(ji)礎上進一(yi)步(bu)降碳、降鐵、去鎢并加(jia)入了穩(wen)定(ding)化元素鈦,從而更加(jia)提高了合(he)金(jin)的耐晶(jing)間腐(fu)蝕性(xing),使此合(he)金(jin)的組織熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)較前(qian)述 Hastelloy C-276更佳,從而為(wei)此合(he)金(jin)制造(zao)需要的焊接(jie)和(he)熱(re)成型(xing)設備提供了條件。
一、化(hua)學成分(fen)和組織特點
(00Cr16Ni66Mo16Ti)、NS 335、Hastelloy C-4 合金的(de)(de)化學(xue)成分見(jian)表3-5-1,此合金的(de)(de)典(dian)型(xing)控制成分見(jian)表3-5-35。它的(de)(de)組織結(jie)構與(yu)0Cr16Ni60Mo16W4和(he)00Cr16Ni60Mo16W4基(ji)本相(xiang)(xiang)同,僅(jin)是鉻(ge)碳化物(wu)和(he)金屬間(jian)相(xiang)(xiang),例如μ相(xiang)(xiang)(Ni,Fe,Co)3(W,Mo,Cr)的(de)(de)數量更(geng)少。
二、耐腐蝕性能
1. 全面(mian)腐(fu)蝕
0Cr16Ni60Mo16W4 和(he) 00Cr16Ni60Mo16W4 兩(liang)種合(he)金(jin)的(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)數(shu)(shu)據均可供(gong)00Cr16Ni66Mo16Ti參考(kao)使(shi)用。由(you)于(yu)此合(he)金(jin)碳、鐵含(han)量低,碳化物、金(jin)屬間相(xiang)析出數(shu)(shu)量少,因而在一些(xie)介(jie)質中(zhong)耐(nai)(nai)全面腐蝕性(xing)(xing)能優(you)于(yu)0Cr16Ni60Mo16W4 和(he)00Cr16Ni60Mo16W4 合(he)金(jin),特別(bie)是焊后性(xing)(xing)能表現更加明(ming)顯。但是,由(you)于(yu)00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金(jin)中(zhong)不含(han)鎢,因此在固(gu)溶態耐(nai)(nai)鹽酸等(deng)還原性(xing)(xing)酸的(de)性(xing)(xing)能可能有所(suo)降低。表3-5-36及(ji)圖3-5-22和(he)圖3-5-23系一些(xie)腐蝕試驗結果。
2. 晶間腐蝕
圖(tu)3-5-24和圖(tu)3-5-25系經不(bu)(bu)同敏(min)化(hua)溫(wen)度、時間(jian)熱處理后(hou),0Cr16Ni60Mo16W4 和 00Cr16Ni60Mo16W4 和00Cr16Ni66Mo16Ti 三(san)種 Ni-Cr-Mo合(he)金(jin)耐蝕性和沉(chen)淀相(xiang)(xiang)析(xi)出的(de)(de)敏(min)感(gan)性的(de)(de)比(bi)較。在圖(tu)3-5-25中(zhong),不(bu)(bu)同溫(wen)度敏(min)化(hua)后(hou)00Cr16Ni66Mo16Ti 合(he)金(jin)具(ju)有最(zui)佳的(de)(de)耐蝕性,在三(san)種合(he)金(jin)中(zhong),它對(dui)敏(min)化(hua)處理最(zui)不(bu)(bu)敏(min)感(gan);由于沉(chen)淀相(xiang)(xiang)的(de)(de)析(xi)出行為直接(jie)與其晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕敏(min)感(gan)性有關(guan),因此,圖(tu)3-5-24表明,三(san)種合(he)金(jin)中(zhong)00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金(jin)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕傾(qing)向(xiang)也是最(zui)低的(de)(de)。
3. 加速腐(fu)蝕試驗(yan)
為(wei)了對 00Cr16Ni66Mo16Ti合金進(jin)行質量控制,通常(chang)采用比實際介質更為(wei)苛刻的腐(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)驗(yan)條件(jian)來進(jin)行加速(su)試(shi)驗(yan)。目的是(shi)確定該材料是(shi)否適應(ying)工廠(chang)的實際使(shi)用條件(jian)。加速(su)腐(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)驗(yan)方法(fa)與00Cr16Ni60Mo16W4相同,系進(jin)行鹽(yan)酸彎曲試(shi)驗(yan)和硫(liu)酸鐵試(shi)驗(yan),其典型結果見表3-5-37。
四、力學性能
表(biao)3-5-38~表(biao)3-5-40系此合金(jin)的(de)固(gu)溶(rong)態(tai)、時(shi)(shi)效態(tai)和焊態(tai)的(de)力學性(xing)能。由表(biao)中可知,即使經(jing)過時(shi)(shi)效,00Cr16Ni66Mo16Ti合金(jin)的(de)塑性(xing)也并未降低。但是(shi),在焊態(tai)其塑性(xing)則有某種程度的(de)下降。在工程上(shang)應用,其塑性(xing)仍是(shi)足夠的(de)。由于 00Cr16Ni66Mo16Ti 合金(jin)時(shi)(shi)效后沉淀相(xiang)比 00Cr16Ni60Mo16W4 合金(jin)少(shao),因此其固(gu)溶(rong)和時(shi)(shi)效的(de)塑性(xing)并無明(ming)顯差別,見圖 3-5-26。
五、物(wu)理性能
00Cr16Ni66Mo16Ti 合金的物理常數列入表3-5-41。
六(liu)、焊接性(xing)能
由于00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合合金(jin)可(ke)焊(han)性(xing)能好,焊(han)后具有高(gao)耐蝕(shi)性(xing),因此,與前述兩種(zhong)Ni-Cr-Mo耐蝕(shi)合金(jin)相比,此合金(jin)更適于在焊(han)接(jie)狀(zhuang)態下用(yong)于化學工(gong)業等工(gong)業中。00Cr16Ni66Mo16Ti合金(jin)可(ke)以采用(yong)常用(yong)的(de)焊(han)接(jie)方(fang)法,例如(ru),TIG、MIG、手工(gong)電弧焊(han)等進行焊(han)接(jie)而(er)無任何困(kun)難。當(dang)采用(yong)埋(mai)弧焊(han)時,要注意(yi)防止過(guo)熱(re),同時溶劑中不允(yun)許含碳(tan)或(huo)硅。對于耐蝕(shi)用(yong)途的(de)00Cr16Ni66Mo16Ti合金(jin),不推薦采用(yong)乙炔焊(han)。
七、冷(leng)熱加工(gong)及成(cheng)型(xing)性能
由于此合(he)金(jin)中不含鎢,高(gao)溫(wen)下變形抗力小,因(yin)而較(jiao)前(qian)兩(liang)種高(gao)鉬、高(gao)鎢的(de)Ni-Cr-Mo耐蝕合(he)金(jin)易于熱加工,同時冷加工性(xing)能亦佳。00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金(jin)的(de)冷成(cheng)型(xing)(xing)性(xing)能,特別是在(zai)時效態幾乎與固(gu)溶態相差無幾,遠遠優(you)于前(qian)述的(de)兩(liang)種Ni-Cr-Mo合(he)金(jin)。冷成(cheng)型(xing)(xing)性(xing)的(de)試驗結果見表3-5-42。
八、熱處理
除特殊(shu)規(gui)定外,00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合金均進行(xing)固溶處(chu)理。只有(you)這(zhe)樣(yang)才能使此合金具(ju)有(you)最佳的(de)耐蝕性和最高的(de)塑性。其固溶處(chu)理溫度是1040℃,保溫后(hou)急冷。
九、應用
本合(he)金(jin)可供應板(薄板、中板)、棒、絲、帶、管材,鍛(duan)件和(he)鑄(zhu)件等(deng)(deng)冶金(jin)產品。主要用(yong)于耐鹽(yan)酸(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)等(deng)(deng)無機(ji)酸(suan)(suan),耐甲酸(suan)(suan)等(deng)(deng)有機(ji)酸(suan)(suan),耐氯(lv)及含(han)氯(lv)的(de)介質,干氯(lv)氣,海水等(deng)(deng)。由(you)于此合(he)金(jin)耐晶(jing)間腐蝕(shi)、點(dian)蝕(shi)和(he)縫隙腐蝕(shi)的(de)性(xing)能良(liang)好,因此常(chang)用(yong)于其(qi)他不銹鋼和(he)一些高鎳耐蝕(shi)合(he)金(jin)無法解決(jue)的(de)局部腐蝕(shi)問題。此合(he)金(jin)可制造耐腐蝕(shi)的(de)管道、容器(qi)、塔、槽、反(fan)應器(qi)、熱(re)交換(huan)器(qi)以及泵、閥等(deng)(deng)。