哈(ha)氏(shi)合(he)金(jin)(jin)是(shi)一種鎳基(ji)耐腐(fu)蝕(shi)合(he)金(jin)(jin),主要分(fen)成(cheng)鎳-鉻(ge)合(he)金(jin)(jin)與鎳鉻(ge)鉬合(he)金(jin)(jin)兩大類。哈(ha)氏(shi)合(he)金(jin)(jin)具有良好的抗腐(fu)蝕(shi)性和(he)熱(re)穩(wen)定性,多(duo)用于航空事業(ye),化學領域等。哈(ha)氏(shi)合(he)金(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就是(shi)美(mei)國哈(ha)氏(shi)合(he)金(jin)(jin)國際公司所(suo)生產的鎳基(ji)耐蝕(shi)合(he)金(jin)(jin)的商業(ye)牌號(hao)的統稱。
為了提高 (0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2) 、Hastelloy G 合(he)金的耐晶間腐蝕性能,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(hua)學成分和組織特點(dian)
(00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb)、 Hastelloy G3的化學成分見(jian)表(biao)。
此合金(jin)的(de)組織特點與前述0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2合金(jin)基(ji)本相同,只是在(zai)敏態合金(jin)中所析出的(de)碳(tan)化物(wu)有顯著減(jian)少。
二、耐腐蝕性能
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(jin)行的(de)大量試驗結果看,除硝酸(suan)十鹽酸(suan)的(de)腐蝕介質外(wai),Inconel 625的(de)耐(nai)蝕性(xing)優(you)于G3合(he)金外(wai),G3合(he)金的(de)耐(nai)蝕性(xing)多優(you)于Inconel 625合(he)金。
2. 晶間腐(fu)蝕(shi)
中(zhong)溫敏(min)化(時效(xiao))對00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)(he)金(jin)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)的影響見表2-4-40和 圖2-4-22。可以(yi)看出,中(zhong)溫敏(min)化(時效(xiao))處(chu)理對00Cr22Ni48Mo7Cu2N6的耐(nai)蝕(shi)性(xing)的不利影響要低(di)于0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2(Hastelloy G)合(he)(he)金(jin)。這(zhe)與0Cr22Ni48Mo7Cu2Nb(G3)不僅含鈮,而且含碳量低(di)(≤0.015%)有(you)關。從表中(zhong)還可知,871℃時效(xiao)(敏(min)化)對晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)而言是(shi)最敏(min)感的溫度。根據這(zhe)一式驗結(jie)果說(shuo)明焊后G3合(he)(he)金(jin)較G合(he)(he)金(jin)的熱影響區具有(you)更佳的耐(nai)蝕(shi)性(xing)。
3. 點蝕和(he)縫隙腐蝕
表2-4-41 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金(jin)(jin)在含氯化物的(de)氧(yang)化性介質中的(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性能(neng),可以看(kan)出,00C+22Ni48Mo7Cu2Nb合金(jin)(jin)的(de)臨界點(dian)(dian)蝕(shi)溫度與G 30(00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金(jin)(jin)相同(tong),但遠遠高(gao)于所(suo)試(shi)驗的(de)其他通用不銹鋼(gang)和高(gao)鉬不銹鋼(gang)以及鐵鎳(nie)基耐(nai)蝕(shi)合金(jin)(jin)。
表(biao) 2-4-42 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 和 0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2 兩種合金(jin)的縫隙腐蝕性(xing)能試驗(yan)結(jie)果(guo)。兩種合金(jin)間沒有明顯差(cha)別,但 Hastelloy G3的縫隙腐蝕面積要稍高(gao)于 Hastelloy G 合金(jin)。
三、力學性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)金具有良好的力學性(xing)能,其最低值(zhi)見(jian)表(biao)2-4-43。冷拔管材(cai)的典型力學性(xing)能見(jian)表(biao)2-4-44。
四、冷(leng)熱加工(gong)和成型性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合(he)金的冷(leng)熱(re)(re)加(jia)工和(he)成型(xing)性與G合(he)金類似,但熱(re)(re)成型(xing)后不需再進(jin)(jin)行熱(re)(re)處理。00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合(he)金冷(leng)加(jia)工(或冷(leng)成型(xing)前(qian))需先進(jin)(jin)行固溶處理,以獲得足夠塑(su)性,冷(leng)加(jia)工過程中(zhong)要(yao)及時進(jin)(jin)行中(zhong)間退火處理。
五、焊接(jie)性能
Hastelloy G3合金(jin)可焊(han)(han)(han)性良好,可采(cai)用焊(han)(han)(han)接(jie)高鎳(nie)耐(nai)蝕合金(jin)通(tong)用的各種方法進(jin)行焊(han)(han)(han)接(jie)。焊(han)(han)(han)后(hou)一(yi)般不需(xu)再進(jin)行固(gu)溶處理。采(cai)用SMAW焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi),可采(cai)用G3焊(han)(han)(han)條(tiao),采(cai)用GSAW焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi),采(cai)用G3焊(han)(han)(han)絲,焊(han)(han)(han)后(hou)焊(han)(han)(han)接(jie)金(jin)屬(shu)的耐(nai)蝕性與母材基本(ben)相(xiang)當(dang)。
六、熱處(chu)理工藝
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 可于1100~1150℃加(jia)熱,保(bao)溫(wen)后快(kuai)冷(leng)處理(li)。
七、物理性能
表2-4-45 列出了00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)金的物理性(xing)能。
八、應用
00Cr22N48Mo7Cu2Nb合金(jin)的應用基本與G合金(jin)相同。由于(yu)(yu)(yu)此(ci)(ci)合金(jin)碳最很低,因此(ci)(ci)焊后不(bu)需再進行(xing)固(gu)溶處理。此(ci)(ci)合金(jin)特別適(shi)(shi)用于(yu)(yu)(yu)磷(lin)酸(suan)和(he)硫酸(suan)等還(huan)原性(xing)腐蝕環境中使用的設備和(he)各種構件,同時也適(shi)(shi)用于(yu)(yu)(yu)FGD系(xi)統(tong)中的零部件。目前(qian),深井油(you)氣田開(kai)發所遇到的苛(ke)刻(ke)腐蝕條(tiao)件,由于(yu)(yu)(yu)此(ci)(ci)合金(jin)高強度(du)和(he)高耐蝕性(xing)的良好匹(pi)配,國內外此(ci)(ci)合金(jin)已廣泛用于(yu)(yu)(yu)熱(re)酸(suan)性(xing)油(you)氣井鉆探中所使用的各種管件。