
哈氏合金(jin)(jin)(jin)(jin)是一種鎳(nie)(nie)基耐(nai)腐蝕(shi)合金(jin)(jin)(jin)(jin),主要分成鎳(nie)(nie)-鉻合金(jin)(jin)(jin)(jin)與(yu)鎳(nie)(nie)鉻鉬合金(jin)(jin)(jin)(jin)兩大類。哈氏合金(jin)(jin)(jin)(jin)具有(you)良好的抗腐蝕(shi)性和熱穩定性,多用于航空事業(ye),化(hua)學領域等。哈氏合金(jin)(jin)(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就是美(mei)國(guo)哈氏合金(jin)(jin)(jin)(jin)國(guo)際公(gong)司所生產的鎳(nie)(nie)基耐(nai)蝕(shi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)的商業(ye)牌號的統稱。
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合(he)金與前述鎳鉬(mu)耐蝕合金不同(tong),是一種有優良耐蝕性且高(gao)溫高(gao)強(qiang)度(du)、低熱(re)(re)膨脹的沉淀(dian)硬化(hua)型耐蝕、耐熱(re)(re)合金。
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、化學成分和組織特點(dian)
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合(he)金的化學成(cheng)分見表3-4-49。從化學成(cheng)分中可看出,此合(he)金與前述00Mo24Ni60Cr8Fe6 (Hastelloy B10)合(he)金相(xiang)較除鎳、鉬、鉻(ge)近(jin)似外,不僅含鐵量低而且(qie)還含有(you)鈷等(deng)元素。
| (00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 化學成(cheng)分 | |||||||||||
| 合金名(ming)稱 | Ni | Mo | Cr | Fe | Co | Mn | Si | Al | C | B | Cu |
| (00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2) Haynes 242 | 65 | 24~28 | 7.0~9.0 | ≤2.00 | ≤2.5 | ≤0.8 | ≤0.8 | ≤0.5 | ≤0.03 | ≤0.006 | ≤0.5 |
此(ci)合(he)金固溶態與鎳鉬型(xing)耐(nai)蝕合(he)金相同(tong),但(dan)時(shi)效后會(hui)有Ni2(Mo,Cr)型(xing)金屬(shu)間(jian)相在(zai)基(ji)體上沉淀。由于(yu)此(ci)金屬(shu)間(jian)相非常細小,只(zhi)有用(yong)電子顯微鏡才能觀(guan)察到(見圖3-4-41中黑色突出的(de)質點),此(ci)相是此(ci)合(he)金的(de)強化相。

二、耐腐蝕性能
1. 在(zai)酸溶液中(zhong)
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在各種酸溶液(ye)中的試驗結果見表3-4-50和表3-4-51 以及圖(tu)3-4-42和圖(tu) 3-4-43。


2. 在(zai)高溫氟化(hua)氫氣(qi)和(he)氯化(hua)物熔鹽(yan)中的耐蝕性(xing)
由于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)的(de)高鉬量(liang)(liang)并含有(you)8%Cr,因而(er)在(zai)高溫HF氣中(zhong)和高溫氟化物熔(rong)鹽(KCl-KF-NaF)中(zhong)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)較其他一些(xie)耐(nai)蝕(shi)合金(jin)為優。在(zai)10℃,70%HF 氣中(zhong)試驗136h后的(de)結果見表3-4-52。可以看(kan)出,0Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)優于含~15%Cr的(de)簡單的(de)鎳鉻耐(nai)蝕(shi)合金(jin)Inconel 600 (0Cr15Ni75Fe),也優于高鉻量(liang)(liang)而(er)鉬量(liang)(liang)較低的(de)鎳鉻鉬型合金(jin) Inconel 625和 Hastelloy C-22。

3. 高溫抗氮化性
表3-4-53列(lie)出了(le)在980℃(流動(dong)的(de)氨中)試驗168小(xiao)時后(hou)的(de)合金的(de)表面氮(dan)化情況。可(ke)以(yi)看出,在所試驗的(de)合金中,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金的(de)抗氮(dan)化性是(shi)(shi)最好的(de),這主要是(shi)(shi)由(you)于242合金中的(de)鎳(nie)基和低鉻量。

4. 高溫抗氧化性
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在≤815℃下具有良(liang)好的抗氧化性(xing),因此在連續或斷續工(gong)作(zuo)條件下不需(xu)要采(cai)取(qu)任何表面防護措施。
采用圖3-4-44 的金(jin)(jin)相法來評定的高溫(wen)抗(kang)氧化(hua)性并(bing)得到表3-4-54 的結(jie)果。可以(yi)看出,在(zai)所試驗條件(jian)下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)(jin)的抗(kang)氧化(hua)性要遠比(bi) Hastelloy B合金(jin)(jin)為優,顯然這主(zhu)要是與242合金(jin)(jin)含有8%Cr且(qie)鉬量較低有關。


三(san)、力學性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)的棒材(和環件)、熱(re)軋(ya)(ya)板(ban)、冷(leng)軋(ya)(ya)板(ban)材固溶(rong)+650℃時(shi)效(xiao)48小時(shi)的拉伸性(xing)(xing)能見表(biao)3-4-55~表(biao)3-4-57。表(biao)3-4-58則系此(ci)合金(jin)冷(leng)軋(ya)(ya)板(ban)固溶(rong)態(tai)、固溶(rong)十(shi)冷(leng)加(jia)工、固溶(rong)十(shi)冷(leng)加(jia)工十(shi)時(shi)效(xiao)態(tai)的拉伸性(xing)(xing)能。而圖3-4-45 則系此(ci)合金(jin)的瞬(shun)時(shi)高溫強(qiang)度與(yu) Hastelloy B和 Hastelloy C-2000 合金(jin)的對比試驗結果(guo)。


表(biao)3-4-59指出(chu)了(le)00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)(he)金(jin)經(jing)650℃長(chang)期(qi)加熱(re)后的抗拉(la)性(xing)(xing)能和沖擊性(xing)(xing)能,可以看出(chu),隨650℃加熱(re)時間的增長(chang),合(he)(he)金(jin)的強度(du)提高(gao),塑性(xing)(xing)有所降低,而(er)韌性(xing)(xing)下降最(zui)為明顯,經(jing)650℃ 8000h加熱(re)后,韌性(xing)(xing)的損失達60%。

00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)(jin)的高(gao)溫(wen)持(chi)久性能見圖3-4-46。可以看出,在所試驗的條件(jian)下(xia),00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)(jin)的高(gao)溫(wen)持(chi)久強度低于(yu)高(gao)溫(wen)(熱強)合金(jin)(jin)Inconel 718 (0Cr20Ni53Mo3Nb5AlTi),但高(gao)于(yu)所試驗的 Hastelloy B等(deng)合金(jin)(jin)。
研究表明,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)(he)金時(shi)效態(tai)的強度約為固(gu)溶(rong)態(tai)的兩倍(bei),按此時(shi)效態(tai)的高溫強度性能(neng)此合(he)(he)金可用到≤705℃。
四、冷(leng)加工和成型性(xing)
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金固溶態(tai)與 Hastelloy B10相似,具有良好的(de)冷(leng)、熱加(jia)工(gong)和成型性。熱加(jia)工(gong)溫(wen)(wen)度(du)可在980~1230℃間的(de)較高溫(wen)(wen)度(du)下進(jin)行(xing)。但(dan)(dan)若為了獲(huo)得細晶(jing)粒(li)結(jie)構(gou),熱加(jia)工(gong)終止溫(wen)(wen)度(du)可在熱加(jia)工(gong)溫(wen)(wen)度(du)范圍內的(de)下限溫(wen)(wen)度(du)進(jin)行(xing)。由于此合金固溶態(tai)也(ye)具有良好的(de)冷(leng)塑(su)性,故也(ye)極(ji)易冷(leng)加(jia)工(gong)。但(dan)(dan)無論是熱加(jia)工(gong)還是冷(leng)加(jia)工(gong)材,在時效前均需先進(jin)行(xing)固溶處(chu)理。
五、熱處理工藝
除(chu)有特(te)殊要(yao)求外,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金均(jun)需(xu)進行最終熱(re)處(chu)理。熱(re)處(chu)理工(gong)藝為925~1120℃加(jia)熱(re)保溫后(hou)空冷或水冷(高截面尺寸者)。此合金固溶處(chu)理后(hou)的時(shi)效溫度為650℃x24~48小時(shi)保溫后(hou)空冷。
六、焊接性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金具有(you)良好的焊(han)(han)接(jie)性(xing)能,合(he)金在固溶(rong)狀態下可(ke)采(cai)(cai)用GTAW和(he)GMAW工藝進行焊(han)(han)接(jie),建(jian)議(yi)采(cai)(cai)用化學成分匹配的焊(han)(han)絲。由于埋弧焊(han)(han)和(he)氧(乙(yi))炔焊(han)(han)熱輸(shu)入高,不推薦用于焊(han)(han)接(jie)此合(he)金。焊(han)(han)接(jie)時層間溫度要≤95℃.由于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金一般系在固溶(rong)十(shi)時效(xiao)態使用,建(jian)議(yi)焊(han)(han)后時效(xiao)前要進行固溶(rong)處理,以獲得良好的焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)和(he)母材整體(ti)的性(xing)能。
七、物理性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金的物(wu)理性能(neng)見(jian)表 3-4-60。

八、應用(yong)
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)合(he)金(jin)(jin)作(zuo)為高溫(耐熱(re))合(he)金(jin)(jin)使(shi)用(yong)(yong)經固溶+時效處(chu)理后可用(yong)(yong)于航空(kong)和航天工業(ye)中,若(ruo)作(zuo)為耐蝕合(he)金(jin)(jin)使(shi)用(yong)(yong)則為固溶處(chu)理態,其用(yong)(yong)途基本上與(yu)前述00Mo24Ni60Cr8Fe6(Hastelloy B10)合(he)金(jin)(jin)相似,可用(yong)(yong)于耐氫氟酸和耐氟化物(wu)熔鹽的環境中。由于此合(he)金(jin)(jin)具(ju)有的高強度(du),已用(yong)(yong)于既耐氟化物(wu)腐蝕又要求(qiu)高強度(du)的構(gou)件,效果良好(hao)。
