哈氏(shi)(shi)合(he)金(jin)是一種鎳基(ji)耐腐蝕(shi)合(he)金(jin),主要分成(cheng)鎳-鉻合(he)金(jin)與鎳鉻鉬(mu)合(he)金(jin)兩(liang)大類(lei)。哈氏(shi)(shi)合(he)金(jin)具有良好的(de)抗腐蝕(shi)性和(he)熱穩定性,多用于航空(kong)事業,化學領(ling)域等。哈氏(shi)(shi)合(he)金(jin)(Hastelloy alloy)就是美(mei)國(guo)哈氏(shi)(shi)合(he)金(jin)國(guo)際公司所生產的(de)鎳基(ji)耐蝕(shi)合(he)金(jin)的(de)商業牌號(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(yi)、化學成分和組(zu)織(zhi)特點
(00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb)、 Hastelloy G3的化學成分見表(biao)。
此合金(jin)的組織特點與前述0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2合金(jin)基本相同(tong),只是在敏(min)態(tai)合金(jin)中所(suo)析出的碳(tan)化物有顯著減(jian)少。
二、耐(nai)腐蝕性能(neng)
1. 全(quan)面(mian)腐蝕
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(xing)的(de)(de)大量(liang)試驗結(jie)果(guo)看,除硝酸十鹽酸的(de)(de)腐蝕介質外(wai),Inconel 625的(de)(de)耐蝕性(xing)優于(yu)G3合(he)金(jin)(jin)外(wai),G3合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)耐蝕性(xing)多優于(yu)Inconel 625合(he)金(jin)(jin)。
2. 晶間(jian)腐蝕
中(zhong)溫敏(min)(min)(min)化(hua)(時(shi)效(xiao))對00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合(he)金(jin)(jin)晶(jing)間(jian)腐蝕敏(min)(min)(min)感(gan)性的(de)影響見表2-4-40和 圖2-4-22。可以(yi)看出(chu),中(zhong)溫敏(min)(min)(min)化(hua)(時(shi)效(xiao))處理對00Cr22Ni48Mo7Cu2N6的(de)耐蝕性的(de)不利影響要低于0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2(Hastelloy G)合(he)金(jin)(jin)。這與(yu)0Cr22Ni48Mo7Cu2Nb(G3)不僅(jin)含鈮,而且含碳量低(≤0.015%)有(you)關。從表中(zhong)還可知,871℃時(shi)效(xiao)(敏(min)(min)(min)化(hua))對晶(jing)間(jian)腐蝕敏(min)(min)(min)感(gan)性而言是最敏(min)(min)(min)感(gan)的(de)溫度。根據這一式驗(yan)結果說明焊后G3合(he)金(jin)(jin)較G合(he)金(jin)(jin)的(de)熱(re)影響區具(ju)有(you)更(geng)佳的(de)耐蝕性。
3. 點(dian)蝕(shi)和縫隙腐蝕(shi)
表2-4-41 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金(jin)在含氯(lv)化(hua)物(wu)的(de)(de)氧化(hua)性介質(zhi)中的(de)(de)耐點蝕性能,可以(yi)看出,00C+22Ni48Mo7Cu2Nb合金(jin)的(de)(de)臨界點蝕溫(wen)度與G 30(00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金(jin)相(xiang)同(tong),但(dan)遠(yuan)遠(yuan)高于所試驗的(de)(de)其他通用不(bu)銹(xiu)鋼和高鉬不(bu)銹(xiu)鋼以(yi)及(ji)鐵鎳基耐蝕合金(jin)。
表 2-4-42 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 和 0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2 兩(liang)種合金的縫隙腐蝕性(xing)能試(shi)驗結果。兩(liang)種合金間沒有明顯(xian)差別(bie),但 Hastelloy G3的縫隙腐蝕面積要稍(shao)高于 Hastelloy G 合金。
三、力(li)學性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金具有(you)良好的力(li)學性(xing)能,其最(zui)低值見表2-4-43。冷(leng)拔(ba)管材的典型(xing)力(li)學性(xing)能見表2-4-44。
四、冷熱加工(gong)和成型性能(neng)
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合(he)金的冷(leng)(leng)熱(re)加工和(he)成型性與(yu)G合(he)金類(lei)似,但熱(re)成型后不需再(zai)進行熱(re)處(chu)理。00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合(he)金冷(leng)(leng)加工(或冷(leng)(leng)成型前)需先進行固溶處(chu)理,以獲得(de)足夠(gou)塑性,冷(leng)(leng)加工過程(cheng)中要(yao)及時進行中間退火處(chu)理。
五、焊接性能
Hastelloy G3合(he)金可(ke)焊(han)(han)(han)性(xing)良好,可(ke)采(cai)(cai)(cai)用(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)高(gao)鎳耐蝕(shi)(shi)合(he)金通用(yong)的各種方法進行焊(han)(han)(han)接(jie)。焊(han)(han)(han)后一般不需再進行固溶處理。采(cai)(cai)(cai)用(yong)SMAW焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi),可(ke)采(cai)(cai)(cai)用(yong)G3焊(han)(han)(han)條(tiao),采(cai)(cai)(cai)用(yong)GSAW焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi),采(cai)(cai)(cai)用(yong)G3焊(han)(han)(han)絲,焊(han)(han)(han)后焊(han)(han)(han)接(jie)金屬的耐蝕(shi)(shi)性(xing)與(yu)母(mu)材(cai)基本(ben)相當。
六、熱處理(li)工藝
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 可于1100~1150℃加熱(re),保溫后快冷處理。
七(qi)、物理性(xing)能
表2-4-45 列(lie)出了(le)00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金的(de)物(wu)理性(xing)能(neng)。
八、應用
00Cr22N48Mo7Cu2Nb合(he)(he)金的(de)(de)應用(yong)基本與G合(he)(he)金相(xiang)同(tong)。由于(yu)此合(he)(he)金碳最很(hen)低,因此焊后不需再進(jin)行固(gu)溶處理。此合(he)(he)金特別適用(yong)于(yu)磷酸和(he)硫酸等還(huan)原(yuan)性(xing)腐(fu)蝕環境中使用(yong)的(de)(de)設備(bei)和(he)各種構件(jian)(jian),同(tong)時也適用(yong)于(yu)FGD系統中的(de)(de)零部件(jian)(jian)。目(mu)前(qian),深(shen)井油(you)氣田(tian)開發所(suo)遇到的(de)(de)苛刻腐(fu)蝕條件(jian)(jian),由于(yu)此合(he)(he)金高強(qiang)度和(he)高耐蝕性(xing)的(de)(de)良好(hao)匹配,國內(nei)外(wai)此合(he)(he)金已廣泛用(yong)于(yu)熱酸性(xing)油(you)氣井鉆探中所(suo)使用(yong)的(de)(de)各種管件(jian)(jian)。