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哈氏合金|Hastelloy

哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)是一(yi)種(zhong)鎳(nie)基(ji)耐腐(fu)蝕(shi)合(he)(he)金(jin),主要分(fen)成鎳(nie)-鉻(ge)合(he)(he)金(jin)與鎳(nie)鉻(ge)鉬合(he)(he)金(jin)兩(liang)大類(lei)。哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)具有(you)良(liang)好的抗腐(fu)蝕(shi)性和熱穩定性,多用于航空事業,化學領域等。哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)(Hastelloy alloy)就是美國(guo)哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)國(guo)際公司所生產(chan)的鎳(nie)基(ji)耐蝕(shi)合(he)(he)金(jin)的商業牌(pai)號的統稱。

產品分類 / 用途

00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)


(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合(he)金與前述(shu)鎳鉬耐蝕合(he)金不同,是一種有優良耐蝕性且高溫高強度、低熱膨脹(zhang)的(de)沉(chen)淀硬化型耐蝕、耐熱合(he)金。


  此合金在時效態(這是與固溶態使用的前述各種鎳鉬合金,包括成分相近的Hastelloy B10合金最主要的差別)其室溫到650℃的強度約為固溶態 Hastelloy B和 Hastelloy C-276的2~3倍。在H2SO4、HCl、HF、H3PO4等酸中以及氟化物熔鹽中均具有良好耐蝕性。


一(yi)、化學成分和(he)組織特點


(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合金(jin)的化學(xue)成分見表3-4-49。從化學(xue)成分中可看(kan)出,此合金(jin)與前述00Mo24Ni60Cr8Fe6 (Hastelloy B10)合金(jin)相較除鎳、鉬、鉻近似外,不僅(jin)含(han)(han)鐵(tie)量低而且還含(han)(han)有鈷等(deng)元素。


                                                                    (00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 化學成分
            合金(jin)名稱   Ni   Mo   Cr   Fe   Co Mn  Si  Al   C   B  Cu
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)
  Haynes 242 
  6524~287.0~9.0≤2.00≤2.5≤0.8≤0.8≤0.5≤0.03≤0.006≤0.5



  此(ci)合金(jin)(jin)固溶(rong)態與鎳鉬型耐蝕(shi)合金(jin)(jin)相(xiang)同(tong),但時效后會有Ni2(Mo,Cr)型金(jin)(jin)屬間相(xiang)在基體上沉淀。由(you)于此(ci)金(jin)(jin)屬間相(xiang)非常細(xi)小(xiao),只有用電子顯微鏡才能觀察到(見(jian)圖(tu)3-4-41中黑色突出的(de)質點),此(ci)相(xiang)是此(ci)合金(jin)(jin)的(de)強(qiang)化相(xiang)。


圖 4-41.jpg


二、耐腐蝕性能


  1. 在(zai)酸溶液中


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在各(ge)種(zhong)酸溶液中(zhong)的試(shi)驗(yan)結果見(jian)表3-4-50和表3-4-51 以及圖3-4-42和圖 3-4-43。


表 4-50.jpg

表 4-51.jpg


  2. 在高(gao)溫氟化氫(qing)氣和氯(lv)化物(wu)熔(rong)鹽中(zhong)的耐蝕性


  由于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金的(de)(de)(de)高鉬量(liang)并含有(you)8%Cr,因(yin)而在(zai)高溫(wen)HF氣中和高溫(wen)氟化物(wu)熔鹽(KCl-KF-NaF)中的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性較其他一些(xie)耐(nai)蝕(shi)(shi)合(he)金為優。在(zai)10℃,70%HF 氣中試(shi)驗136h后的(de)(de)(de)結果(guo)見表3-4-52。可以看出(chu),0Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性優于含~15%Cr的(de)(de)(de)簡(jian)單(dan)的(de)(de)(de)鎳鉻(ge)耐(nai)蝕(shi)(shi)合(he)金Inconel 600 (0Cr15Ni75Fe),也優于高鉻(ge)量(liang)而鉬量(liang)較低(di)的(de)(de)(de)鎳鉻(ge)鉬型合(he)金 Inconel 625和 Hastelloy C-22。


表 4-52.jpg


  3. 高溫抗(kang)氮化性


  表(biao)3-4-53列(lie)出了(le)在(zai)980℃(流動(dong)的氨中(zhong))試驗(yan)168小時后的合金的表(biao)面(mian)氮(dan)化(hua)情況。可以看(kan)出,在(zai)所(suo)試驗(yan)的合金中(zhong),00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金的抗(kang)氮(dan)化(hua)性(xing)是最好的,這主要是由于242合金中(zhong)的鎳基(ji)和(he)低鉻(ge)量。


表 4-53.jpg


  4. 高(gao)溫抗氧化性


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)在(zai)≤815℃下(xia)具(ju)有良(liang)好的抗(kang)氧化性,因此在(zai)連續或斷(duan)續工作條件(jian)下(xia)不需要(yao)采取任何表(biao)面防護(hu)措(cuo)施。


  采(cai)用圖3-4-44 的(de)(de)金相法來評定的(de)(de)高(gao)溫抗氧(yang)化性并(bing)得到表3-4-54 的(de)(de)結果。可以看出,在所(suo)試驗條件(jian)下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金的(de)(de)抗氧(yang)化性要遠比 Hastelloy B合金為優,顯然這主要是與242合金含有8%Cr且鉬量較低(di)有關。


圖 4-44.jpg


表 4-54.jpg



三、力學(xue)性能


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金的(de)棒(bang)材(和環件)、熱軋板、冷(leng)軋板材固(gu)溶(rong)+650℃時(shi)效48小時(shi)的(de)拉伸性(xing)能見表3-4-55~表3-4-57。表3-4-58則系(xi)此(ci)合(he)金冷(leng)軋板固(gu)溶(rong)態、固(gu)溶(rong)十冷(leng)加工(gong)、固(gu)溶(rong)十冷(leng)加工(gong)十時(shi)效態的(de)拉伸性(xing)能。而圖3-4-45 則系(xi)此(ci)合(he)金的(de)瞬(shun)時(shi)高溫(wen)強(qiang)度與 Hastelloy B和 Hastelloy C-2000 合(he)金的(de)對比試驗結果。


表 4-55.jpg


表 4-58.jpg


  表3-4-59指出(chu)(chu)了00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金經(jing)650℃長期加熱(re)(re)后的(de)抗拉性(xing)(xing)能和沖擊性(xing)(xing)能,可以看出(chu)(chu),隨650℃加熱(re)(re)時間的(de)增長,合金的(de)強度提高,塑性(xing)(xing)有所降低,而韌性(xing)(xing)下降最為明顯,經(jing)650℃ 8000h加熱(re)(re)后,韌性(xing)(xing)的(de)損失(shi)達60%。


表 4-59.jpg


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的高溫(wen)(wen)持久(jiu)性能見(jian)圖3-4-46。可以看出,在所(suo)試驗的條件(jian)下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的高溫(wen)(wen)持久(jiu)強度低于高溫(wen)(wen)(熱強)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)Inconel 718 (0Cr20Ni53Mo3Nb5AlTi),但高于所(suo)試驗的 Hastelloy B等(deng)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。




  研究表明,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金時(shi)效態的(de)強(qiang)度約為固溶態的(de)兩(liang)倍,按此時(shi)效態的(de)高溫強(qiang)度性(xing)能此合金可用到≤705℃。


四(si)、冷(leng)加(jia)工和成型性


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)固(gu)(gu)溶態與 Hastelloy B10相(xiang)似,具有良(liang)好(hao)的(de)冷(leng)、熱加(jia)(jia)(jia)工(gong)和成(cheng)型(xing)性。熱加(jia)(jia)(jia)工(gong)溫(wen)(wen)度(du)(du)可(ke)在(zai)980~1230℃間(jian)的(de)較(jiao)高溫(wen)(wen)度(du)(du)下進(jin)行。但若(ruo)為了獲得細晶粒結構,熱加(jia)(jia)(jia)工(gong)終(zhong)止溫(wen)(wen)度(du)(du)可(ke)在(zai)熱加(jia)(jia)(jia)工(gong)溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍(wei)內的(de)下限(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)進(jin)行。由于此合金(jin)固(gu)(gu)溶態也具有良(liang)好(hao)的(de)冷(leng)塑性,故也極(ji)易冷(leng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)。但無論是熱加(jia)(jia)(jia)工(gong)還是冷(leng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)材,在(zai)時效前均需先進(jin)行固(gu)(gu)溶處理。


五、熱處(chu)理工藝


  除(chu)有特殊要求(qiu)外,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金均需進行最終熱(re)處(chu)(chu)(chu)理。熱(re)處(chu)(chu)(chu)理工藝為925~1120℃加熱(re)保(bao)(bao)溫(wen)后空冷或水冷(高截面(mian)尺(chi)寸者)。此(ci)合金固溶處(chu)(chu)(chu)理后的時效溫(wen)度(du)為650℃x24~48小時保(bao)(bao)溫(wen)后空冷。


六、焊接性(xing)能


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金具有良(liang)好(hao)的焊(han)(han)(han)接(jie)性(xing)能(neng),合(he)金在固(gu)溶(rong)狀態下可采用GTAW和(he)GMAW工藝進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie),建議(yi)采用化學成分匹配的焊(han)(han)(han)絲。由(you)(you)于埋弧焊(han)(han)(han)和(he)氧(yang)(乙)炔焊(han)(han)(han)熱輸(shu)入高(gao),不推薦用于焊(han)(han)(han)接(jie)此合(he)金。焊(han)(han)(han)接(jie)時層間溫度要(yao)≤95℃.由(you)(you)于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金一般系在固(gu)溶(rong)十時效態使用,建議(yi)焊(han)(han)(han)后時效前要(yao)進(jin)行(xing)固(gu)溶(rong)處理,以獲(huo)得(de)良(liang)好(hao)的焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭和(he)母(mu)材整(zheng)體的性(xing)能(neng)。


七(qi)、物理性能


 00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金的物理性能見表 3-4-60。


表 4-60.jpg


八、應用


 00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)合(he)(he)金(jin)作為高溫(耐(nai)熱)合(he)(he)金(jin)使用經固(gu)(gu)溶+時效處理后(hou)可用于(yu)航(hang)空和(he)航(hang)天工業(ye)中,若作為耐(nai)蝕(shi)合(he)(he)金(jin)使用則為固(gu)(gu)溶處理態,其用途基本上(shang)與前述(shu)00Mo24Ni60Cr8Fe6(Hastelloy B10)合(he)(he)金(jin)相似,可用于(yu)耐(nai)氫氟酸和(he)耐(nai)氟化物熔(rong)鹽的環境中。由于(yu)此合(he)(he)金(jin)具有的高強(qiang)度,已用于(yu)既耐(nai)氟化物腐蝕(shi)又要求(qiu)高強(qiang)度的構件,效果良好。