在线亚洲日产一区二区

0Cr16Ni60Mo16W4 (Hastelloy C)

（0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C合金 系(xi)20世紀30年代問世的Hastelloy C系(xi)列中第(di)一個(ge)Ni-Cr-Mo(W)型耐蝕合(he)金。

一、化學(xue)成分(fen)和(he)組織特點

（0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C合金的化學成分(fen)見下表

  此合(he)金主要耐濕氯、各種氧(yang)化性氯化物(wu)（如氯化鐵、氯化銅、氧(yang)化汞等(deng)）、氯化鹽(yan)溶液（如氯化鈣、氯化鎂、氯化鉛等(deng)）、硫(liu)酸(suan)(suan)與氧(yang)化性鹽(yan)的(de)(de)混合(he)物(wu)、亞硫(liu)酸(suan)(suan)、沸騰溫度的(de)(de)各種濃(nong)度有(you)機酸(suan)(suan)的(de)(de)腐蝕(shi)，以及耐氯化物(wu)和(he)海水的(de)(de)點蝕(shi)等(deng)。

 根據Ni-Cr-Mo三元合金相圖，此合金僅在≥1150℃時才具有均勻的單相固溶體組織。而當溫度低于1150℃,特別是在700~1050℃時，此合金中便有大量碳化物（M₆C、M₂C、M₂₃C₆)和金屬間相（o、μ、P)等析出，不僅導致合金的耐蝕性下降，而且還會產生嚴重的脆化傾向。

二(er)、耐腐蝕性能

 1. 在海水中

 0Cr16Ni60Mo16W4合金(jin)浸(jin)入海水中，經10年(nian)的試驗結果(guo)表明，其腐蝕速率≤0.025mm/a,而且沒(mei)有點蝕產生。

 2. 在硫酸(suan)中

（0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C 合金在室溫下各種濃度的H₂SO₄中，其耐蝕性良好（≤0.025mm/a),而且充人空氣對其耐蝕性無影響。圖3-5-7系0Cr16Ni60Mo16W4合金在H₂SO₄中試驗的結果。顯然，在70℃以下的任何濃度H₂SO₄中，0Cr1Ni60Mo16W4合金均耐蝕。在發煙硫酸中的試驗表明，0Cr16Ni60Mo16W4在一些條件下也耐蝕，見表3-5-7。

 3. 在(zai)鹽(yan)酸中(zhong)

（0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C 合金耐鹽酸腐蝕的性能雖然低于鎳鉬合金，但在各種濃度室溫鹽酸中，腐蝕速率不高于0.10mm/a;在65℃的鹽酸中，腐蝕速率也≤0.5mm/a; 當鹽酸中充入空氣時，耐蝕性只在室溫以上的鹽酸中才稍有降低。此合金對氧的敏感性遠遠低于鎳鉬合金，當酸中有FeCl₃、CaCl₂等氧化性鹽時，此合金的耐全面腐蝕性能稍有降低。圖3-5-8系0Cr16Ni60Mo16W4 合金在鹽酸中進行腐蝕試驗的結果。在不同氣氛下的鹽酸中，0Cr16Ni60Mo16W4合金的腐蝕情況見表3-5-8。

 4. 在氫氟(fu)酸中(zhong)

 （0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C 合(he)(he)金在(zai)HF酸中(zhong)，隨溫度(du)(du)升高(gao)，其耐蝕(shi)(shi)性下降(jiang)。HF酸的恒沸點(dian)濃度(du)(du)約為(wei)36%,沸點(dian)為(wei)112℃.更高(gao)濃度(du)(du)的HF酸只(zhi)有通過無水HF溶于水才能獲得。表3-5-9系0Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)金在(zai)不(bu)同濃度(du)(du)、溫度(du)(du)和不(bu)同試驗條件下的結果。在(zai)室溫HF酸中(zhong)，此(ci)合(he)(he)金的腐蝕(shi)(shi)速(su)率不(bu)超過0.25mm/a,隨溫度(du)(du)升高(gao)和充入空氣0Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)金的腐蝕(shi)(shi)速(su)率會有所增(zeng)加。

  5. 在磷酸中

  磷酸的腐蝕性與磷酸的制取方法關系密切。一般濕法磷酸較普通磷酸具有更大的腐蝕性。這是因為濕法磷酸含有游離的F^-、Cl^-離子和SO₂^-4。圖3-5-9和表3-5-10系0Cr16Ni60Mo16W4合金在各種H3PO4中的試驗結果。由圖表可知，除高溫H₃PO₄外，0Cr16Ni60Mo16W4合金在許多條件下耐蝕性是良好的。試驗還表明，即使在沸騰溫度下的55%H3PO4+0.8%HF的條件下，0Cr16Ni60Mo16W4合金的腐蝕速率也不超過0.75mm/a。表3-5-11系在含HF的磷酸和濕法磷酸中的試驗結果。顯然，0Cr16Ni60Mo16W4合金在這些條件下具有相當好的耐蝕性。特別是在濕法磷酸生產過程中，耐蝕性極佳。

  6. 在(zai)亞硫酸中

  亞硫酸的氧化性要高于H₂SO₄.因此，Cr≥15%的0Cr16Ni60Mo16W4合金在該介質中，在任何濃度和溫度下都是耐蝕的。

  7. 在(zai)硝酸中

  雖然0Cr16Ni60Mo16W4合金能夠耐室溫下所有濃度的HNO₃或較高溫度下、低濃度的HNO₃,但是，由于許多不銹鋼可耐此種酸的腐蝕而且價格遠比0Cr16Ni60Mo16W4低廉，因此，在耐HNO₃ 材料中一般不選用0Cr16Ni60Mo16W4(除非在耐HNO3的同時，還要求耐一般不銹鋼和低牌號的合金無法解決的腐蝕介質）。

 8. 在含硝酸的(de)混酸中(zhong)

 HNO₃+HF酸是冶金廠酸洗工藝和核燃料處理工藝中經常遇到的介質。Ni-Cr-Mo合金，包括0Cr16Ni60Mo16W4的耐蝕性隨溫度和介質濃度，特別是混酸中HNO₃濃度的增加而提高。表3-5-12系一些試驗結果。HNO₃+HCl酸的腐蝕性很強，特別是王水（HCl ：HNO₃=3 ：1),當高于室溫時，任何一種Ni-Cr-Mo合金都無法耐蝕，見表3-5-13。

 9. 在(zai)鉻酸中

 鉻酸(suan)雖(sui)然是強氧化(hua)(hua)性(xing)酸(suan)，但其離子化(hua)(hua)傾(qing)向(xiang)并不大。因(yin)此，（0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C 合金在(zai)中等溫度(du)的任何(he)濃度(du)下是耐蝕性(xing)的。表3-5-14 列(lie)出了(le)一些試驗(yan)結果。

 10. 在一些有機(ji)酸及其混合物中(zhong)

 （0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C 合金在(zai)(zai)甲酸(suan)、醋酸(suan)等有(you)機酸(suan)及其混(hun)合物中的耐蝕(shi)性見表 3-5-15 ~ 表3-5-20 。顯然，在(zai)(zai)所試驗的條件下 （0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C 合金具有(you)非(fei)常好(hao)和比較好(hao)的耐腐(fu)蝕(shi)性能。

 11. 在(zai)鹵素氣體中

  除氟氣(qi)(qi)(qi)外，0Cr16Ni60Mo16W4合金(jin)(jin)耐干(gan)的氯(lv)(lv)(lv)、溴、碘的腐蝕。當(dang)有(you)水分(fen)存在(zai)(zai)時，例如在(zai)(zai)濕氯(lv)(lv)(lv)中(zhong)(zhong)，僅能用于≤40℃.在(zai)(zai)濕氯(lv)(lv)(lv)中(zhong)(zhong)的試(shi)驗結果(guo)見(jian)表3-5-21.顯然，在(zai)(zai)大(da)多(duo)數情況下，Ni-Cr-Mo(W)合金(jin)(jin)具有(you)非常(chang)優(you)異的耐蝕性。因而，耐干(gan)、濕氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)的腐蝕是(shi)高鉬(mu)含量(liang)的Ni-Cr-Mo(W)耐蝕合金(jin)(jin)的一個(ge)重要(yao)特(te)性。表3-5-22是(shi)在(zai)(zai)含氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)的水溶液中(zhong)(zhong)Ni-Cr-Mo合金(jin)(jin)耐蝕性的試(shi)驗結果(guo)。

 12. 在HF氣體中(zhong)

  0Cr16Ni60Mo16W4合金耐高溫 HF氣(qi)腐蝕的(de)性能優良，它可允許在(zai)≤750℃的(de)HF氣(qi)中(zhong)使用(yong)，而(er)且氧的(de)存在(zai)對0Cr16Ni60Mo16W4 合金并無明顯影響(xiang)。國內一(yi)些試驗結果見圖(tu)3-5-11和圖(tu)3-5-12。

 13. 晶間(jian)腐蝕(shi)

 0Cr16Ni60Mo16W4 合(he)金經過600~1150℃敏化(hua)(hua)處理或(huo)焊(han)接，在(zai)一些介質，例如鹽酸、鉻(ge)酸、碳酸中(zhong)會產生(sheng)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕。圖(tu)3-5-13系在(zai)10%沸騰鹽酸中(zhong)的試驗(yan)結(jie)果(guo)。由(you)圖(tu)可知，此合(he)金敏化(hua)(hua)區范圍較寬。在(zai)此區域內(nei)加(jia)熱，Cr16Ni60Mo16W4合(he)金不僅(jin)產生(sheng)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕，耐(nai)蝕性下(xia)降，而(er)且還伴隨著嚴重的脆(cui)化(hua)(hua)傾向。試驗(yan)表明，隨腐(fu)(fu)蝕介質的不同，此合(he)金的敏化(hua)(hua)溫(wen)度亦異(yi)。

 研究表明，0Cr16Ni60Mo16W4合金產生晶間腐蝕的原因是由于合金在600~1150℃加熱時，有大量碳化物（M₆C、M₂C、M₂₃C₆)和金屬間相（o、Ni7Mo6、μ、P相）沉淀。這些析出相中有的富鉻，有的高鉻，有的既高鉬、又富鉻，它們沿晶界沉淀，導致其周圍鉻、鉬元素貧化。在一些介質作用下，由于貧化區受到優先腐蝕而產生晶間腐蝕。當然，在一些氧化性介質中，0Cr16Ni60Mo16W4合金中碳化物和富鉬相本身的選擇性溶解也是一個原因。

 為了防止0Cr16Ni60Mo16W4合(he)金(jin)的(de)(de)晶間腐蝕，采(cai)取的(de)(de)措(cuo)施有選(xuan)用適宜的(de)(de)熱處理(li)(li)（見(jian)本節熱處理(li)(li)工藝）和用低(di)(di)碳、低(di)(di)硅的(de)(de)第(di)二代(dai)合(he)金(jin)00Cr15Ni60Mo16W4（Hastelloy C-276)及低(di)(di)碳、低(di)(di)硅、降鐵、加鈦和不含鎢(wu)的(de)(de)第(di)三代(dai)合(he)金(jin)000Cr16Ni63Mo16Ti (Hastelloy C-4)。

 14. 點蝕(shi)

 0Cr16Ni60Mo16W4和其他高鉻、高鉬的Ni-Cr-Mo型耐蝕合金是最耐點蝕的一類合金。無論是在NaCl、FeCl₃等介質中，還是在易產生點蝕的其他介質中，0Cr16Ni60Mo16W4均具有很好的性能。

三、力(li)學性能(neng)

  表 3-5-23系 （0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C 合(he)金的室溫和高溫瞬(shun)時力學性(xing)能。

四、物理性能

 （0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C 合金的物理(li)常(chang)數見(jian)表 3-5-24。

五、焊(han)接性能

  （0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C 合金焊接(jie)(jie)性能良好，它可(ke)采用各種(zhong)通用焊接(jie)(jie)方(fang)法，例如TIG、MIG、電弧焊、電阻焊等焊接(jie)(jie)而(er)無特殊困難。焊接(jie)(jie)時所用填(tian)絲(si)和(he)焊芯一(yi)般與母材(cai)相(xiang)同。

六(liu)、冷熱加工及成型性能(neng)

（0Cr16Ni60Mo16W4）Hastelloy C 合(he)金(jin)(jin)(jin)冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)并無(wu)特殊困難(nan)。但(dan)是(shi)，其熱(re)(re)加(jia)(jia)工(gong)(gong)則(ze)是(shi)鎳基耐蝕合(he)金(jin)(jin)(jin)中較困難(nan)的(de)一種。這并不是(shi)由于其熱(re)(re)塑(su)性低，而是(shi)由于變形抗力大，加(jia)(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)控制要求(qiu)嚴(yan)格(ge)所致。圖(tu)(tu)3-5-14和(he)圖(tu)(tu)3-5-15系國內對0Cr16Ni60Mo16W4合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)熱(re)(re)塑(su)性進(jin)行(xing)試驗所取得的(de)結果(guo)。顯然，電渣重熔冶煉可明顯提高(gao)此合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)熱(re)(re)塑(su)性。合(he)金(jin)(jin)(jin)鍛(duan)態的(de)熱(re)(re)塑(su)性高(gao)于鑄態。合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)熱(re)(re)加(jia)(jia)工(gong)(gong)及熱(re)(re)成型溫度以1000~1200℃為宜。

七、熱處理工藝

 適宜的(de)熱(re)處(chu)理是使(shi)0Cr16Ni60Mo16W4合(he)金獲得良(liang)好的(de)耐蝕(shi)性(xing)，特別是耐晶間腐蝕(shi)性(xing)能不可(ke)缺少的(de)環節。試驗表明，為了使(shi)0Cr16Ni60Mo16W4合(he)金具有良(liang)好的(de)耐蝕(shi)性(xing)和塑、韌(ren)性(xing)，在約1218℃加(jia)熱(re)后急冷(leng)是需(xu)要(yao)的(de)，這既包括焊(han)后，也包括熱(re)成型后。但對于(yu)鑄件，則建議在1177℃加(jia)熱(re)后急冷(leng)或空冷(leng)。

八、應用

  0Cr16Ni60Mo16W4合金可制成板、棒、帶、絲材，焊管和鑄件。由于高溫變形抗力大，一般不生產無縫管材。此合金由于在各種氯化物，如濕氯、氧化性氯化物（FeCl₃,CuCl₂等）、氯化物鹽（NaCl、CaCl₂、MgCl₂等），以及含各種氧化性鹽的硫酸、亞硫酸、磷酸，各種有機酸、高溫氟化氫等介質中的良好的耐全面腐蝕和局部腐蝕性能，因此可制造耐這些介質腐蝕的各種容器、管道、閥門、塔、槽等。