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哈氏合金|Hastelloy

哈氏合(he)(he)(he)金是(shi)一種(zhong)鎳基(ji)耐腐蝕合(he)(he)(he)金,主要分(fen)成(cheng)鎳-鉻合(he)(he)(he)金與(yu)鎳鉻鉬合(he)(he)(he)金兩(liang)大類。哈氏合(he)(he)(he)金具有良(liang)好的(de)抗腐蝕性(xing)和熱穩定性(xing),多用于航空事業(ye),化(hua)學領域等。哈氏合(he)(he)(he)金(Hastelloy alloy)就是(shi)美國哈氏合(he)(he)(he)金國際公(gong)司所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)鎳基(ji)耐蝕合(he)(he)(he)金的(de)商業(ye)牌號的(de)統(tong)稱。

產品分類 / 用途

00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)


(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合金(jin)與前(qian)述鎳鉬耐(nai)蝕(shi)合金不同,是一種有(you)優良耐(nai)蝕(shi)性且(qie)高溫高強度、低熱膨脹的沉淀硬(ying)化型耐(nai)蝕(shi)、耐(nai)熱合金。


  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(xue)成分和組織特(te)點


(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合(he)金(jin)的(de)化(hua)(hua)學(xue)成分見表3-4-49。從化(hua)(hua)學(xue)成分中可看出,此合(he)金(jin)與前(qian)述(shu)00Mo24Ni60Cr8Fe6 (Hastelloy B10)合(he)金(jin)相較除鎳、鉬、鉻近似外,不僅(jin)含鐵量低而且還(huan)含有(you)鈷等元素。


                                                                    (00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 化學成分
            合金名(ming)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)固溶態與鎳鉬型耐蝕合金(jin)(jin)相(xiang)(xiang)同,但(dan)時效后(hou)會有Ni2(Mo,Cr)型金(jin)(jin)屬間相(xiang)(xiang)在(zai)基體上(shang)沉淀。由(you)于此(ci)金(jin)(jin)屬間相(xiang)(xiang)非常細小,只有用電子顯微鏡才能(neng)觀察到(見圖3-4-41中黑色突出的質點),此(ci)相(xiang)(xiang)是此(ci)合金(jin)(jin)的強化(hua)相(xiang)(xiang)。


圖 4-41.jpg


二(er)、耐(nai)腐(fu)蝕性能


  1. 在(zai)酸溶(rong)液中(zhong)


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在各種酸(suan)溶液中的試驗結果見表(biao)3-4-50和表(biao)3-4-51 以(yi)及圖3-4-42和圖 3-4-43。


表 4-50.jpg

表 4-51.jpg


  2. 在高溫氟化氫氣和氯化物熔鹽中的耐(nai)蝕性


  由于(yu)(yu)00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高鉬(mu)量(liang)(liang)并(bing)含有8%Cr,因(yin)而在(zai)高溫HF氣(qi)中和高溫氟(fu)化物熔(rong)鹽(KCl-KF-NaF)中的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)較(jiao)其他一些(xie)耐(nai)(nai)蝕合金(jin)(jin)(jin)為(wei)優。在(zai)10℃,70%HF 氣(qi)中試驗136h后的(de)(de)(de)(de)結(jie)果見表3-4-52。可(ke)以(yi)看出,0Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)優于(yu)(yu)含~15%Cr的(de)(de)(de)(de)簡單的(de)(de)(de)(de)鎳鉻(ge)耐(nai)(nai)蝕合金(jin)(jin)(jin)Inconel 600 (0Cr15Ni75Fe),也(ye)優于(yu)(yu)高鉻(ge)量(liang)(liang)而鉬(mu)量(liang)(liang)較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)鎳鉻(ge)鉬(mu)型合金(jin)(jin)(jin) Inconel 625和 Hastelloy C-22。


表 4-52.jpg


  3. 高溫抗氮化性


  表(biao)(biao)3-4-53列(lie)出(chu)(chu)了在(zai)980℃(流動的氨中)試驗168小時(shi)后的合金的表(biao)(biao)面氮化(hua)情況。可以(yi)看出(chu)(chu),在(zai)所試驗的合金中,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金的抗氮化(hua)性(xing)是最好的,這(zhe)主要(yao)是由(you)于242合金中的鎳基(ji)和低(di)鉻量。


表 4-53.jpg


  4. 高溫抗(kang)氧化(hua)性


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金在≤815℃下(xia)具有(you)良好(hao)的抗氧化性(xing),因此在連續(xu)或(huo)斷續(xu)工(gong)作條(tiao)件下(xia)不需要采取(qu)任何表面防護措施(shi)。


  采(cai)用(yong)圖3-4-44 的(de)(de)(de)(de)金(jin)相法來(lai)評(ping)定的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫抗氧化性(xing)并得到表3-4-54 的(de)(de)(de)(de)結果。可以看出,在所試驗條件下(xia),00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)的(de)(de)(de)(de)抗氧化性(xing)要遠比 Hastelloy B合金(jin)為優,顯然這主要是與242合金(jin)含有8%Cr且鉬(mu)量較(jiao)低有關。


圖 4-44.jpg


表 4-54.jpg



三、力(li)學(xue)性(xing)能


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)的(de)(de)(de)棒材(cai)(和環件)、熱(re)軋(ya)板(ban)、冷軋(ya)板(ban)材(cai)固(gu)溶(rong)+650℃時(shi)效48小(xiao)時(shi)的(de)(de)(de)拉伸(shen)性能(neng)見表(biao)3-4-55~表(biao)3-4-57。表(biao)3-4-58則(ze)系(xi)此合金(jin)冷軋(ya)板(ban)固(gu)溶(rong)態、固(gu)溶(rong)十(shi)冷加工、固(gu)溶(rong)十(shi)冷加工十(shi)時(shi)效態的(de)(de)(de)拉伸(shen)性能(neng)。而圖(tu)3-4-45 則(ze)系(xi)此合金(jin)的(de)(de)(de)瞬(shun)時(shi)高溫強度與 Hastelloy B和 Hastelloy C-2000 合金(jin)的(de)(de)(de)對比試驗結果。


表 4-55.jpg


表 4-58.jpg


  表(biao)3-4-59指出了(le)00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)經(jing)650℃長(chang)(chang)期加(jia)(jia)熱后(hou)的抗(kang)拉(la)性能和沖(chong)擊(ji)性能,可(ke)以看出,隨650℃加(jia)(jia)熱時間的增長(chang)(chang),合金(jin)的強度(du)提高,塑性有所降(jiang)(jiang)低,而韌(ren)性下降(jiang)(jiang)最為明(ming)顯,經(jing)650℃ 8000h加(jia)(jia)熱后(hou),韌(ren)性的損失達(da)60%。


表 4-59.jpg


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金的(de)高(gao)(gao)溫(wen)持(chi)久性能見圖3-4-46。可以(yi)看出,在(zai)所試驗(yan)的(de)條件(jian)下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金的(de)高(gao)(gao)溫(wen)持(chi)久強(qiang)(qiang)度低于高(gao)(gao)溫(wen)(熱強(qiang)(qiang))合(he)金Inconel 718 (0Cr20Ni53Mo3Nb5AlTi),但高(gao)(gao)于所試驗(yan)的(de) Hastelloy B等(deng)合(he)金。




  研究表明,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金時效(xiao)態的(de)強度約為固溶態的(de)兩倍(bei),按(an)此時效(xiao)態的(de)高(gao)溫強度性能此合金可用(yong)到≤705℃。


四、冷加工和成型性


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金固(gu)(gu)溶(rong)態與 Hastelloy B10相似,具有良好的(de)冷、熱(re)(re)加(jia)工(gong)和(he)成型性。熱(re)(re)加(jia)工(gong)溫度(du)(du)可(ke)在(zai)980~1230℃間的(de)較高溫度(du)(du)下(xia)進行。但(dan)若為(wei)了獲得細晶粒結(jie)構,熱(re)(re)加(jia)工(gong)終止(zhi)溫度(du)(du)可(ke)在(zai)熱(re)(re)加(jia)工(gong)溫度(du)(du)范圍(wei)內的(de)下(xia)限溫度(du)(du)進行。由于此合金固(gu)(gu)溶(rong)態也具有良好的(de)冷塑性,故(gu)也極(ji)易(yi)冷加(jia)工(gong)。但(dan)無論是熱(re)(re)加(jia)工(gong)還是冷加(jia)工(gong)材(cai),在(zai)時效前(qian)均(jun)需先(xian)進行固(gu)(gu)溶(rong)處理。


五、熱處理工藝


  除(chu)有特(te)殊(shu)要(yao)求外,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金(jin)均需進(jin)行最終熱處(chu)理(li)。熱處(chu)理(li)工藝為(wei)925~1120℃加熱保溫(wen)(wen)后(hou)空冷或水冷(高截面尺(chi)寸者)。此合(he)金(jin)固溶處(chu)理(li)后(hou)的時效(xiao)溫(wen)(wen)度為(wei)650℃x24~48小時保溫(wen)(wen)后(hou)空冷。


六、焊接(jie)性能


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)具有(you)良好的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性能(neng)(neng),合金(jin)在固(gu)(gu)溶(rong)狀態(tai)下可(ke)采(cai)用GTAW和(he)GMAW工(gong)藝進行焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie),建議采(cai)用化學成分(fen)匹配的(de)焊(han)(han)(han)絲。由于埋弧焊(han)(han)(han)和(he)氧(乙(yi))炔焊(han)(han)(han)熱(re)輸入高,不(bu)推薦用于焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)此合金(jin)。焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)(shi)層間溫(wen)度要≤95℃.由于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)一般(ban)系(xi)在固(gu)(gu)溶(rong)十時(shi)(shi)效(xiao)態(tai)使用,建議焊(han)(han)(han)后時(shi)(shi)效(xiao)前要進行固(gu)(gu)溶(rong)處理(li),以獲得(de)良好的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭和(he)母材(cai)整體的(de)性能(neng)(neng)。


七(qi)、物理性(xing)能


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


表 4-60.jpg


八、應(ying)用


 00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)合(he)(he)金(jin)(jin)作(zuo)為高溫(wen)(耐(nai)熱)合(he)(he)金(jin)(jin)使用(yong)經固(gu)溶+時效(xiao)處(chu)理(li)后(hou)可用(yong)于航空和航天(tian)工業中(zhong),若(ruo)作(zuo)為耐(nai)蝕(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)使用(yong)則為固(gu)溶處(chu)理(li)態,其用(yong)途基本(ben)上與前述00Mo24Ni60Cr8Fe6(Hastelloy B10)合(he)(he)金(jin)(jin)相似,可用(yong)于耐(nai)氫氟(fu)(fu)酸和耐(nai)氟(fu)(fu)化物熔鹽的環(huan)境中(zhong)。由于此合(he)(he)金(jin)(jin)具有(you)的高強(qiang)度,已用(yong)于既耐(nai)氟(fu)(fu)化物腐蝕(shi)又要求高強(qiang)度的構件(jian),效(xiao)果良好。