
哈(ha)氏(shi)(shi)合(he)(he)金(jin)是(shi)一(yi)種鎳(nie)基耐(nai)腐蝕合(he)(he)金(jin),主(zhu)要(yao)分成(cheng)鎳(nie)-鉻(ge)合(he)(he)金(jin)與鎳(nie)鉻(ge)鉬合(he)(he)金(jin)兩大類。哈(ha)氏(shi)(shi)合(he)(he)金(jin)具有(you)良好(hao)的抗腐蝕性和熱穩(wen)定(ding)性,多(duo)用于航空事業(ye),化(hua)學領域等。哈(ha)氏(shi)(shi)合(he)(he)金(jin)(Hastelloy alloy)就是(shi)美國哈(ha)氏(shi)(shi)合(he)(he)金(jin)國際公司所生產的鎳(nie)基耐(nai)蝕合(he)(he)金(jin)的商業(ye)牌(pai)號(hao)的統稱。
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合金與前(qian)述鎳鉬耐蝕合金(jin)不同(tong),是一種有優良耐蝕性且高(gao)溫高(gao)強度(du)、低熱(re)膨(peng)脹的沉淀硬化型耐蝕、耐熱(re)合金(jin)。
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(hua)學成(cheng)分和(he)組(zu)織特點
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合金的(de)化(hua)學(xue)成分(fen)(fen)見表3-4-49。從化(hua)學(xue)成分(fen)(fen)中可看出,此(ci)合金與(yu)前述00Mo24Ni60Cr8Fe6 (Hastelloy B10)合金相(xiang)較除(chu)鎳(nie)、鉬、鉻近似(si)外,不僅含鐵(tie)量低而且(qie)還含有鈷等元素(su)。
| (00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 化學成(cheng)分 | |||||||||||
| 合金名稱 | 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(jin)固溶態(tai)與鎳鉬型耐蝕合(he)金(jin)相同,但時效后會有(you)Ni2(Mo,Cr)型金(jin)屬間(jian)相在(zai)基體上沉淀。由于此(ci)金(jin)屬間(jian)相非(fei)常細小,只有(you)用(yong)電子顯微鏡才能觀察到(見圖3-4-41中黑色突出的質(zhi)點(dian)),此(ci)相是此(ci)合(he)金(jin)的強化(hua)相。

二、耐腐蝕性(xing)能
1. 在(zai)酸溶液(ye)中
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在各種酸溶液中的試驗(yan)結(jie)果見表(biao)(biao)3-4-50和(he)表(biao)(biao)3-4-51 以及圖(tu)3-4-42和(he)圖(tu) 3-4-43。


2. 在(zai)高溫氟化(hua)氫(qing)氣和(he)氯化(hua)物(wu)熔(rong)鹽中的耐蝕性
由于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金的(de)(de)(de)(de)高(gao)鉬量(liang)并含(han)(han)有8%Cr,因而在高(gao)溫(wen)(wen)HF氣中(zhong)和高(gao)溫(wen)(wen)氟(fu)化物熔鹽(yan)(KCl-KF-NaF)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕性較(jiao)其(qi)他一些耐(nai)蝕合金為(wei)優。在10℃,70%HF 氣中(zhong)試驗136h后的(de)(de)(de)(de)結果見表3-4-52。可(ke)以看出,0Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕性優于含(han)(han)~15%Cr的(de)(de)(de)(de)簡單的(de)(de)(de)(de)鎳鉻(ge)耐(nai)蝕合金Inconel 600 (0Cr15Ni75Fe),也優于高(gao)鉻(ge)量(liang)而鉬量(liang)較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)鎳鉻(ge)鉬型(xing)合金 Inconel 625和 Hastelloy C-22。

3. 高(gao)溫抗氮化性
表3-4-53列出了在980℃(流動的(de)氨中)試(shi)驗(yan)168小時后的(de)合金(jin)的(de)表面氮化情況。可以看出,在所試(shi)驗(yan)的(de)合金(jin)中,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)的(de)抗(kang)氮化性是(shi)最好的(de),這(zhe)主(zhu)要(yao)是(shi)由于242合金(jin)中的(de)鎳(nie)基和(he)低鉻量。

4. 高(gao)溫抗氧(yang)化性
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)在≤815℃下具有良好的(de)抗氧化性,因此在連續或斷續工作條件下不(bu)需(xu)要采取(qu)任何表面防護措施。
采用圖3-4-44 的(de)金(jin)相法來評(ping)定(ding)的(de)高(gao)溫抗氧(yang)化性并得到表3-4-54 的(de)結果。可以(yi)看出,在所試驗條件下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金(jin)的(de)抗氧(yang)化性要(yao)遠(yuan)比 Hastelloy B合(he)金(jin)為優(you),顯然這主要(yao)是與242合(he)金(jin)含有8%Cr且鉬(mu)量較低有關。


三、力學性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金的(de)棒材(和環(huan)件)、熱軋(ya)板(ban)(ban)、冷軋(ya)板(ban)(ban)材固溶+650℃時(shi)效(xiao)48小時(shi)的(de)拉伸性能見表(biao)3-4-55~表(biao)3-4-57。表(biao)3-4-58則(ze)系此合金冷軋(ya)板(ban)(ban)固溶態(tai)、固溶十(shi)冷加工、固溶十(shi)冷加工十(shi)時(shi)效(xiao)態(tai)的(de)拉伸性能。而圖3-4-45 則(ze)系此合金的(de)瞬時(shi)高溫強度與 Hastelloy B和 Hastelloy C-2000 合金的(de)對比試驗結果。


表3-4-59指出了00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)經(jing)650℃長(chang)(chang)期加熱后的(de)抗拉(la)性(xing)(xing)能和沖(chong)擊性(xing)(xing)能,可以(yi)看出,隨650℃加熱時間的(de)增長(chang)(chang),合金(jin)的(de)強度提高,塑性(xing)(xing)有所(suo)降(jiang)低(di),而韌(ren)性(xing)(xing)下(xia)降(jiang)最為明顯,經(jing)650℃ 8000h加熱后,韌(ren)性(xing)(xing)的(de)損(sun)失達60%。

00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金的高(gao)溫(wen)持久性能(neng)見(jian)圖3-4-46。可以看出,在所試(shi)驗(yan)的條件(jian)下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金的高(gao)溫(wen)持久強度低于高(gao)溫(wen)(熱強)合(he)金Inconel 718 (0Cr20Ni53Mo3Nb5AlTi),但高(gao)于所試(shi)驗(yan)的 Hastelloy B等合(he)金。
研究表明,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)時(shi)效態的(de)強(qiang)度約為固溶態的(de)兩倍,按此時(shi)效態的(de)高溫強(qiang)度性能此合金(jin)可用到≤705℃。
四、冷(leng)加(jia)工和成型性
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金(jin)(jin)固溶(rong)態與 Hastelloy B10相似,具有(you)良好(hao)的冷(leng)、熱(re)加(jia)工(gong)和成型性。熱(re)加(jia)工(gong)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)可在(zai)980~1230℃間的較高(gao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下進(jin)行。但(dan)若(ruo)為了獲得細晶粒結構(gou),熱(re)加(jia)工(gong)終(zhong)止溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)可在(zai)熱(re)加(jia)工(gong)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)范(fan)圍內的下限(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)進(jin)行。由于此合(he)金(jin)(jin)固溶(rong)態也具有(you)良好(hao)的冷(leng)塑性,故也極易冷(leng)加(jia)工(gong)。但(dan)無論是(shi)熱(re)加(jia)工(gong)還是(shi)冷(leng)加(jia)工(gong)材,在(zai)時效(xiao)前均需先進(jin)行固溶(rong)處理。
五、熱(re)處(chu)理工藝
除(chu)有特殊要求(qiu)外,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金均需進行(xing)最終熱(re)(re)處(chu)理。熱(re)(re)處(chu)理工(gong)藝為925~1120℃加熱(re)(re)保溫(wen)(wen)后空冷或水冷(高(gao)截面尺寸者)。此合金固溶處(chu)理后的時(shi)效(xiao)溫(wen)(wen)度為650℃x24~48小時(shi)保溫(wen)(wen)后空冷。
六、焊接(jie)性(xing)能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金(jin)具有(you)良(liang)好(hao)(hao)的(de)(de)焊接(jie)性(xing)能,合(he)金(jin)在固溶狀態(tai)下可采用GTAW和GMAW工(gong)藝進(jin)行焊接(jie),建(jian)議(yi)采用化學成(cheng)分匹配的(de)(de)焊絲。由于埋弧焊和氧(乙)炔(gui)焊熱輸入高,不(bu)推薦用于焊接(jie)此合(he)金(jin)。焊接(jie)時(shi)層間溫度要≤95℃.由于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金(jin)一般系在固溶十時(shi)效態(tai)使用,建(jian)議(yi)焊后時(shi)效前(qian)要進(jin)行固溶處理,以獲得良(liang)好(hao)(hao)的(de)(de)焊接(jie)接(jie)頭(tou)和母材整(zheng)體的(de)(de)性(xing)能。
七、物理性能(neng)
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金的物理性(xing)能見表 3-4-60。

八、應(ying)用
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)合金作為(wei)高溫(wen)(耐(nai)(nai)熱)合金使(shi)用經(jing)固溶(rong)(rong)+時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)后可用于航空和(he)航天工業中(zhong),若作為(wei)耐(nai)(nai)蝕合金使(shi)用則為(wei)固溶(rong)(rong)處(chu)理(li)態(tai),其(qi)用途基本(ben)上與前述00Mo24Ni60Cr8Fe6(Hastelloy B10)合金相似(si),可用于耐(nai)(nai)氫(qing)氟酸和(he)耐(nai)(nai)氟化物熔鹽的環境中(zhong)。由于此(ci)合金具(ju)有(you)的高強度,已用于既耐(nai)(nai)氟化物腐(fu)蝕又要(yao)求高強度的構(gou)件,效(xiao)果(guo)良好。
