哈氏合(he)(he)金(jin)(jin)是一種(zhong)鎳基耐腐(fu)蝕(shi)合(he)(he)金(jin)(jin),主(zhu)要分成(cheng)鎳-鉻合(he)(he)金(jin)(jin)與(yu)鎳鉻鉬合(he)(he)金(jin)(jin)兩(liang)大類。哈氏合(he)(he)金(jin)(jin)具有(you)良好的(de)抗腐(fu)蝕(shi)性和熱(re)穩定性,多用于航空事業(ye),化學領域(yu)等。哈氏合(he)(he)金(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就(jiu)是美國哈氏合(he)(he)金(jin)(jin)國際公司所生產的(de)鎳基耐蝕(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)商業(ye)牌號(hao)的(de)統稱。
為了提高 (0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2) 、Hastelloy G 合金(jin)的耐晶間腐蝕性能,降低合金中的碳量到≤0.015%,為了降低合金成本將合金中鈮量降到了≤0.5%, 開發出了(00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb)、 Hastelloy G3合金,其應用范圍與Hastelloy G合金基本相同。
一、化學成分和(he)組織(zhi)特點(dian)
(00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb)、 Hastelloy G3的(de)化學成分見表。
此(ci)合(he)金(jin)(jin)的(de)組織特點與前述0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2合(he)金(jin)(jin)基本相同,只(zhi)是(shi)在敏態合(he)金(jin)(jin)中所析出的(de)碳化物有顯著減少。
二、耐(nai)腐蝕性能
1. 全面腐(fu)蝕
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金在一些酸介質中的耐蝕性見表2-4-37~表2-4-39。從表2-4-37中結果可知,含HF的工業磷酸要比含2000ppm Cl-的工業磷酸具有更強的腐蝕性;常用于濕法磷酸的 Sanicro 28 (00Cr27Ni31Mo3Cu)合金,其耐蝕性要遠較00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金為低,G3合金中高鉬量的有效作用是顯而易見的。
從表2-4-38所列出的在化學工業、動力工業和紙漿及造紙工業所遇到的介質環境中的腐蝕試驗結果中可以看出,在10%HCl;50%H2SO4;85%H3PO4;7%H2SO4+3%HCl+1%FeCl3+1%CuCl2 和 Streicher 試驗中,G3合金的耐蝕性要優于G合金,而在30%磷酸中,G3和G合金耐蝕性相近,但在10%硫酸中,G合金的耐蝕性優于G3合金。
從表2-4-39所進行的大量試驗結果看,除(chu)硝酸十(shi)鹽酸的腐蝕(shi)介(jie)質外(wai),Inconel 625的耐蝕(shi)性(xing)優于G3合(he)金(jin)外(wai),G3合(he)金(jin)的耐蝕(shi)性(xing)多優于Inconel 625合(he)金(jin)。
2. 晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)
中溫敏化(時效)對(dui)(dui)(dui)00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金晶間(jian)腐(fu)蝕敏感(gan)性的影(ying)響見表2-4-40和 圖2-4-22。可(ke)以看出,中溫敏化(時效)處理對(dui)(dui)(dui)00Cr22Ni48Mo7Cu2N6的耐蝕性的不利影(ying)響要低于0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2(Hastelloy G)合金。這與0Cr22Ni48Mo7Cu2Nb(G3)不僅含鈮,而且含碳量低(≤0.015%)有(you)關。從(cong)表中還可(ke)知,871℃時效(敏化)對(dui)(dui)(dui)晶間(jian)腐(fu)蝕敏感(gan)性而言是最敏感(gan)的溫度。根(gen)據這一式驗結果(guo)說(shuo)明焊(han)后(hou)G3合金較(jiao)G合金的熱影(ying)響區(qu)具有(you)更佳(jia)的耐蝕性。
3. 點蝕(shi)和縫隙腐蝕(shi)
表2-4-41 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)金(jin)在含氯(lv)化(hua)物的(de)氧化(hua)性介質中的(de)耐點(dian)蝕(shi)性能(neng),可(ke)以看出,00C+22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)金(jin)的(de)臨界點(dian)蝕(shi)溫(wen)度(du)與G 30(00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)金(jin)相同,但遠(yuan)遠(yuan)高于所試(shi)驗的(de)其(qi)他通用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)和高鉬不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)以及(ji)鐵鎳基耐蝕(shi)合(he)金(jin)。
表 2-4-42 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 和 0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2 兩種合(he)金的縫隙腐蝕(shi)性能試(shi)驗結(jie)果。兩種合(he)金間沒有明(ming)顯(xian)差別,但 Hastelloy G3的縫隙腐蝕(shi)面積要稍高于(yu) Hastelloy G 合(he)金。
三、力學性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金具有良(liang)好的(de)力學性(xing)能,其最(zui)低(di)值(zhi)見表2-4-43。冷拔管(guan)材的(de)典型力學性(xing)能見表2-4-44。
四(si)、冷熱加工(gong)和成(cheng)型(xing)性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合(he)金的冷熱(re)加(jia)(jia)工和成型性與G合(he)金類似,但熱(re)成型后不需(xu)再進(jin)(jin)行(xing)熱(re)處(chu)(chu)理(li)。00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合(he)金冷加(jia)(jia)工(或冷成型前)需(xu)先進(jin)(jin)行(xing)固溶處(chu)(chu)理(li),以獲得足夠塑性,冷加(jia)(jia)工過程中要(yao)及時進(jin)(jin)行(xing)中間退火處(chu)(chu)理(li)。
五(wu)、焊接性能(neng)
Hastelloy G3合(he)金(jin)可焊(han)(han)(han)性良好,可采(cai)用(yong)焊(han)(han)(han)接高鎳耐蝕(shi)合(he)金(jin)通用(yong)的(de)各種方法進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)接。焊(han)(han)(han)后一般不(bu)需(xu)再(zai)進(jin)行(xing)(xing)固溶處理。采(cai)用(yong)SMAW焊(han)(han)(han)接時,可采(cai)用(yong)G3焊(han)(han)(han)條(tiao),采(cai)用(yong)GSAW焊(han)(han)(han)接時,采(cai)用(yong)G3焊(han)(han)(han)絲(si),焊(han)(han)(han)后焊(han)(han)(han)接金(jin)屬(shu)的(de)耐蝕(shi)性與(yu)母材(cai)基本相(xiang)當(dang)。
六(liu)、熱(re)處理工藝
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 可于1100~1150℃加熱(re),保(bao)溫后快冷處理。
七(qi)、物理(li)性能
表(biao)2-4-45 列出(chu)了(le)00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金的物理性能。
八、應(ying)用
00Cr22N48Mo7Cu2Nb合(he)(he)金的應(ying)用(yong)(yong)基本(ben)與(yu)G合(he)(he)金相同。由于(yu)此(ci)合(he)(he)金碳最很低,因此(ci)焊后不需再進行固溶處(chu)理。此(ci)合(he)(he)金特別適用(yong)(yong)于(yu)磷酸(suan)和(he)硫酸(suan)等還原性腐(fu)蝕環境中使用(yong)(yong)的設備和(he)各(ge)種構件(jian),同時也適用(yong)(yong)于(yu)FGD系(xi)統(tong)中的零部件(jian)。目前,深井(jing)油(you)氣田開發所遇(yu)到的苛刻腐(fu)蝕條件(jian),由于(yu)此(ci)合(he)(he)金高強度和(he)高耐蝕性的良好(hao)匹配(pei),國內(nei)外此(ci)合(he)(he)金已廣(guang)泛(fan)用(yong)(yong)于(yu)熱酸(suan)性油(you)氣井(jing)鉆探(tan)中所使用(yong)(yong)的各(ge)種管件(jian)。