哈(ha)氏合(he)金(jin)(jin)是(shi)一種鎳(nie)(nie)基耐腐蝕合(he)金(jin)(jin),主(zhu)要(yao)分成(cheng)鎳(nie)(nie)-鉻合(he)金(jin)(jin)與鎳(nie)(nie)鉻鉬合(he)金(jin)(jin)兩大(da)類(lei)。哈(ha)氏合(he)金(jin)(jin)具有良(liang)好的(de)抗腐蝕性(xing)和熱穩定性(xing),多(duo)用于航空事業,化學領域(yu)等。哈(ha)氏合(he)金(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就是(shi)美國哈(ha)氏合(he)金(jin)(jin)國際公(gong)司所生產的(de)鎳(nie)(nie)基耐蝕合(he)金(jin)(jin)的(de)商業牌(pai)號的(de)統稱(cheng)。
Hastelloy C-276合金中外牌號: 美國UNS:N10276 ,德國DIN: NiMo16Cr15W W-Nr: 2.4819 中國GB/T: NS 334 英國BS: NA 17D 化學成分標號:00Cr16Ni60Mo16W4
(00Cr16Ni60Mo16W4 )Hastelloy C-276 合金于1965年問世,1970年后采用爐外精煉工藝(AOD,VOD)進行生產,以獲得超低碳(C ≤ 0.02% )和高純度的合金內在質量。為了降低0Cr16Ni60Mo16W4合金的焊后和熱成型后晶間腐蝕的敏感性和脆性,克服Hastelloy C合金焊接后或熱成型后尚需要進行固溶處理的嚴重缺點,除降低碳含量(C ≤ 0.02% )外,還降低了合金中的硅含量到≤ 0.08%。降低碳含量可減少合金中的碳化物析出的數量;降低硅含量可減少合金中金屬間相的沉淀數量,從而達到提高合金耐晶間腐蝕性能的目的。與此同時,合金的塑性、韌性和加工成型也有極大的改善。
一(yi)、化學成(cheng)分(fen)
00Cr16Ni60Mo16W4 合金化學(xue)成分見下表,其特點(dian)是低碳、低硅。
Hastelloy C-276 ( GB NS 334 )合金的化學成分 | ||||||||||||
元素名稱 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | W | Fe | Co | V |
含量 | ≤0.02 | ≤0.08 | ≤1.0 | ≤0.04 | ≤0.03 | 14.5~16.5 | ≥57 | 15.0~17.0 | 3.0~4.5 | 4.0~7.0 | ≤2.5 | ≤0.035 |
二、耐蝕性能
1. 全(quan)面腐蝕(shi)
一(yi)般情況(kuang)0Cr16Ni60Mo16W4的(de)腐(fu)蝕(shi)數據對00Cr16Ni60Mo16W4也是適(shi)用(yong)的(de)。表3-5-26和圖3-5-16~圖3-5-21列出了該合(he)金(jin)(jin)本身進行腐(fu)蝕(shi)試驗所取得的(de)結果。顯然,00Cr16Ni60Mo16W4合(he)金(jin)(jin)固溶態的(de)耐(nai)蝕(shi)特點(dian)與0Cr16Ni60Mo16W4完全(quan)一(yi)致。因此(ci),前述 0Cr16Ni60Mo16W4 合(he)金(jin)(jin)的(de)耐(nai)蝕(shi)性結果仍可適(shi)用(yong)于00Cr16Ni60Mo16W4合(he)金(jin)(jin)。
2. 局部腐蝕
試驗表明,00Cr16Ni60Mo16W4 合金的晶間腐蝕敏感性遠比0Cr16Ni60Mo16W4低。但是,當在600~1150℃敏化或焊后冷卻時,此合金中仍有二次碳化物和一些金屬間相析出,因而在某些介質條件下仍然影響00Cr16Ni60Mo16W4 合金在焊接用途的使用。在5%FeCl3+10%NaCl溶液中,室溫下試驗72h,00Cr16Ni60Mo16W4合金無論是焊態、固溶態,還是焊后熱處理態均無點蝕產生。表3-5-27系在一些介質中,00Cr16Ni60Mo16W4 合金耐點蝕試驗結果。
在10%FeCl3 中進行的縫隙腐蝕試驗結果標準,00Cr16Ni60Mo16W4 耐縫隙腐蝕性能也是較好的。
3. 加速腐(fu)蝕試(shi)驗
加速(su)腐蝕(shi)試驗(yan)是為了迅速(su)確定 Hastelloy C-276合金(jin)(jin)的耐(nai)蝕(shi)性(xing)是否(fou)滿足工廠實際腐蝕(shi)環境的需要。加速(su)腐蝕(shi)試驗(yan)所選用的介(jie)質一(yi)般要較實際使(shi)用條件(jian)更(geng)加苛(ke)刻。對鎳鉻(ge)鉬型耐(nai)蝕(shi)合金(jin)(jin)而言,按(an)規定要進行鹽酸彎曲試驗(yan)和硫(liu)酸鐵試驗(yan)。
鹽酸彎(wan)(wan)曲(qu)試驗系10%沸騰HCI酸中試驗24小時,然后(hou)將(jiang)試樣彎(wan)(wan)曲(qu)180°。焊(han)接試樣則要(yao)求垂直于焊(han)縫方向(xiang)彎(wan)(wan)曲(qu),且(qie)彎(wan)(wan)曲(qu)中部(bu)位(wei)要(yao)位(wei)于熱影(ying)響區(qu)。彎(wan)(wan)曲(qu)后(hou)的試樣在放大10倍(bei)下觀察有(you)無晶間開裂現象。
硫酸鐵試驗系在50%H2SO4+42g/LFe2(SO4)3沸騰溶液中試驗24h。若有晶間腐蝕存在,則試樣的腐蝕會加速。對于Hastelloy C-276合金,可允許的最高腐蝕速率為1.02mm/月或12.24mm/a。
三、力學性能(neng)
表(biao)(biao) 3-5-29 系 00Cr16Ni60Mo16W4 合金的(de)室溫(wen)和(he)高(gao)溫(wen)瞬(shun)時力學性能(neng)。表(biao)(biao) 3-5-30 則系焊接金屬的(de)力學性能(neng)。 表(biao)(biao) 3-5-31 和(he) 表(biao)(biao) 3-5-32 分(fen)別(bie)為不(bu)同(tong)熱處理條(tiao)件下的(de)低溫(wen)沖擊性能(neng)和(he)室溫(wen)硬度。
四、物(wu)理性能
00Cr16Ni60Mo16W4 合金的(de)物理性(xing)能(neng)件下表
五、焊(han)接性能
Hastelloy C-276合(he)金焊(han)(han)(han)接性能良好,可以(yi)采用(yong)通用(yong)的焊(han)(han)(han)接方(fang)法進(jin)行焊(han)(han)(han)接無特殊困難(nan)。而TIG、MIG和手工電弧(hu)焊(han)(han)(han)則(ze)是最常用(yong)的。但(dan)當用(yong)于耐蝕用(yong)途時,不推薦(jian)選用(yong)乙(yi)炔焊(han)(han)(han)方(fang)法。焊(han)(han)(han)接過程中要防止熱輸入過大(da),對于埋弧(hu)焊(han)(han)(han)更(geng)應特別注(zhu)意。
六(liu)、冷熱加工(gong)及成(cheng)型(xing)性能
0Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)金(jin)(jin)冷加(jia)工并無特殊困難。但是(shi),其熱(re)(re)加(jia)工則是(shi)鎳(nie)基耐蝕合(he)(he)金(jin)(jin)中較困難的(de)一種。這(zhe)并不是(shi)由(you)于(yu)其熱(re)(re)塑(su)(su)性(xing)(xing)低,而是(shi)由(you)于(yu)變形抗力大,加(jia)工工藝控制要(yao)求嚴格所致。圖3-5-14和(he)圖3-5-15系(xi)國內對(dui)0Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)熱(re)(re)塑(su)(su)性(xing)(xing)進(jin)行試驗所取得的(de)結(jie)果。顯然,電渣重熔冶(ye)煉可明顯提高(gao)此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)熱(re)(re)塑(su)(su)性(xing)(xing)。合(he)(he)金(jin)(jin)鍛態(tai)的(de)熱(re)(re)塑(su)(su)性(xing)(xing)高(gao)于(yu)鑄態(tai)。合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)熱(re)(re)加(jia)工及熱(re)(re)成(cheng)型溫度(du)以(yi)1000~1200℃為宜。
七(qi)、熱處理
在(zai)(zai)沒有(you)特殊(shu)規定和要求的(de)情況下(xia),Hastelloy C-276合(he)金(jin)(jin)進行固溶處理(li),即在(zai)(zai)1121℃下(xia)加熱(re)后(hou)急冷。在(zai)(zai)此種狀態下(xia),Hastelloy C-276合(he)金(jin)(jin)才(cai)具有(you)最佳(jia)的(de)耐蝕、力(li)學綜合(he)性能。
八、應用
Hastelloy C-276合(he)金(jin)在冶金(jin)廠可(ke)生產板、管、絲、帶(dai)、棒材以及鍛件(jian)和鑄(zhu)件(jian)。此(ci)合(he)金(jin)由于在氯化物以及含各種(zhong)有機酸(suan)(suan)的(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)、亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)、磷(lin)酸(suan)(suan)、各種(zhong)有機酸(suan)(suan)、高溫氟化氫等介(jie)(jie)質中的(de)(de)良好的(de)(de)耐全面腐(fu)蝕(shi)和局部腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng),因此(ci)可(ke)制造耐這些介(jie)(jie)質腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)各種(zhong)容器、管道(dao)、閥門、塔、槽等。