哈(ha)氏(shi)(shi)合金(jin)是(shi)一種鎳(nie)基耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)合金(jin),主要(yao)分(fen)成鎳(nie)-鉻合金(jin)與鎳(nie)鉻鉬合金(jin)兩大類。哈(ha)氏(shi)(shi)合金(jin)具有良好(hao)的抗腐(fu)蝕(shi)(shi)性和熱穩(wen)定性,多用于航(hang)空(kong)事業,化學領域等(deng)。哈(ha)氏(shi)(shi)合金(jin)(Hastelloy alloy)就是(shi)美國哈(ha)氏(shi)(shi)合金(jin)國際公司所生產的鎳(nie)基耐(nai)蝕(shi)(shi)合金(jin)的商業牌號(hao)的統稱。
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合(he)金的化學成(cheng)分見(jian)表3-4-1。
一、組織特(te)點
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合(he)(he)金(jin)(jin)主要(yao)是為了(le)(le)防止0Mo28Ni65Fe 合(he)(he)金(jin)(jin)的晶(jing)間腐(fu)蝕和刀口腐(fu)蝕而發展(zhan)起(qi)來的。從表3-4-1中可知(zhi),此合(he)(he)金(jin)(jin)與(yu)(yu)0Mo28Ni65Fe5 合(he)(he)金(jin)(jin)的主要(yao)區別是化學成分中碳含(han)量(liang)、硅含(han)量(liang)低(C≤0.02%,Si≤0.10%),鐵含(han)量(liang)從低于6%降(jiang)到(dao)低于2%.由于碳、硅、鐵含(han)量(liang)的變化,雖然00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)金(jin)(jin)的基體組織與(yu)(yu)0Mo28Ni65Fe5 合(he)(he)金(jin)(jin)并無差(cha)別,然而在合(he)(he)金(jin)(jin)基體上或沿晶(jing)界(jie)的析出相就有了(le)(le)很大(da)的不同(tong)。最(zui)明(ming)顯的特點(dian)是00Mo28Ni68Fe2合(he)(he)金(jin)(jin)的金(jin)(jin)屬間相和碳化物析出相明(ming)顯減少。00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)金(jin)(jin)的耐蝕性(包括耐全面腐(fu)蝕和耐晶(jing)間腐(fu)蝕)的性能明(ming)顯提高。
二、耐腐蝕性能(neng)
1. 全面腐蝕
前面0Mo28Ni65Fe5 合(he)(he)金的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)能(neng)數據(ju)對(dui)00Mo28Ni68Fe2 也(ye)均適用,但(dan)00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)金的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)比0Mo28Ni65Fe5合(he)(he)金的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)更好。圖3-4-22~圖3-4-31及表(biao)3-4-24~表(biao)3-4-26是(shi)針(zhen)對(dui)00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)金的(de)(de)一些試驗結果。由這些圖表(biao)可知,00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)金的(de)(de)耐(nai)(nai)鹽酸、硫酸、磷酸等無機酸的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)特點與0Mo28Ni65Fe5 合(he)(he)金基本相同。但(dan)是(shi),耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)一般比0Mo28Ni65Fe5合(he)(he)金要好,特別是(shi)焊后性(xing)(xing)能(neng)尤為明顯。在20%沸騰鹽酸中(zhong),即使(shi)00Mo28Ni68Fe2合(he)(he)金冷(leng)加工變形達50%。也(ye)不(bu)影響它的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)。
2. 晶(jing)間(jian)腐蝕
由于(yu)00Mo28Ni68Fe2 合(he)金(jin)(jin)中的(de)碳、硅、鐵含量較低,敏化態鋼中碳化物及(ji)一(yi)些金(jin)(jin)屬間相遠比0Mo28Ni68Fe5合(he)金(jin)(jin)要少(shao),因此,此合(he)金(jin)(jin)的(de)耐(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)(包括刀口腐(fu)蝕(shi))的(de)性能較好。
3. 應力腐蝕(shi)
試(shi)驗(yan)結果表(biao)明,當(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合金中(zhong)殘余Fe≤2%,Cr≤1.0%量(liang)過低(或(huo)趨于(yu)(yu)零時)與適量(liang)控(kong)制鐵、鉻量(liang)的(de)(de)同一(yi)合金相(xiang)(xiang)較(jiao),中(zhong)溫時效態(tai)(tai)(相(xiang)(xiang)當于(yu)(yu)熱(re)成(cheng)型或(huo)焊接態(tai)(tai))時,后者(zhe)的(de)(de)耐(nai)應(ying)力腐蝕性能要比(bi)前者(zhe)為好,結果見表(biao)3-4-27 和表(biao)3-4-28.表(biao)3-4-28的(de)(de)結果還(huan)表(biao)明,鐵、鉻加(jia)以適量(liang)控(kong)制的(de)(de)00Mo28Ni68Fe2 塑(su)性(伸長率(lv))和成(cheng)型性也均優于(yu)(yu)鐵、鉻量(liang)未加(jia)控(kong)制的(de)(de)合金。
三、力學性能
表(biao)3-4-29和表(biao)3-4-30列出(chu)了00Mo28Ni68Fe2合(he)金室溫(wen)、中溫(wen)力(li)學性能和不同溫(wen)度時效后的(de)(de)(de)塑性。從表(biao)3-4-29的(de)(de)(de)結果可明顯看出(chu),00Mo28Ni68Fe2 合(he)金中溫(wen)時效態的(de)(de)(de)塑性降(jiang)低且隨時效時間增(zeng)長而(er)更趨惡(e)化。這(zhe)與中溫(wen)時效態硬而(er)脆的(de)(de)(de)β相(xiang)(Ni4Mo)的(de)(de)(de)析出(chu)有關。
圖(tu)3-4-32指出了00Mo28Ni68Fe2合(he)金在標準(zhun)成分(fen)范圍內,合(he)金中(zhong)的(de)(de)Fe+Cr量不同時,經中(zhong)溫時效后對合(he)金韌性(xing)的(de)(de)影響。顯然,Fe+Cr量提高可(ke)(ke)將沖(chong)擊功為100J的(de)(de)曲(qu)線(xian)向右移動,研究表(biao)明,這與合(he)金中(zhong)的(de)(de)鐵可(ke)(ke)抑(yi)制β脆性(xing)相(xiang)的(de)(de)析(xi)出,而鉻也有類似作用有關。
四、物理性(xing)能
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合金(jin)的(de)物理性能(neng)見表3-4-31。
五、焊接(jie)性能(neng)
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合(he)金(jin)(jin)具有良好的焊(han)接性能,且由于此(ci)(ci)合(he)金(jin)(jin)中碳、硅、鐵(tie)含量均低,因而焊(han)后(hou)耐晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕、刀口腐(fu)(fu)蝕性能較0Mo28Ni65Fe5為佳。當合(he)金(jin)(jin)中鐵(tie)、鉻量加以適量控制時,00Mo28Ni68Fe2合(he)金(jin)(jin)的塑(su)、韌性,耐蝕性,焊(han)接性會更(geng)(geng)加改(gai)善。因此(ci)(ci),00Mo28Ni68Fe2 合(he)金(jin)(jin)一般焊(han)后(hou)不需再經(jing)熱處理(li)。此(ci)(ci)合(he)金(jin)(jin)較0Mo28Ni65Fe5 合(he)金(jin)(jin)更(geng)(geng)適用于制造焊(han)接設備(bei)和部(bu)件。
六、冷、熱加(jia)工(gong)及(ji)成型性能
基(ji)本與0Mo28Ni65Fe5合(he)金(jin)類似。但是,當對00Mo28Ni68Fe2 合(he)金(jin)中的鐵、鉻量加以適(shi)當控制(zhi)時,其加工性,特別是熱成型(xing)性會有顯著(zhu)改善。
七、熱處理工藝
此(ci)合金(jin)除特(te)殊(shu)說(shuo)明的用途外(wai),都(dou)需經1066℃固溶處理后(hou)使用。除合金(jin)中Fe+Cr量加以控制(zhi)者外(wai),一般不允許(xu)在538~816℃間長期停留和使用。
八、應(ying)用
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合(he)金(jin)可生(sheng)產板(ban)材(cai)、管材(cai)(焊管)、棒(bang)材(cai)、絲材(cai)、帶材(cai)和(he)鍛件。主要(yao)用(yong)(yong)于耐鹽酸(suan)(suan)、硫(liu)酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)和(he)甲酸(suan)(suan)等的管道(dao)、容器及其襯里、反應塔和(he)襯里、泵和(he)閥件等。對于要(yao)求(qiu)焊接的條件,最(zui)好選(xuan)擇 00Mo28Ni68Fe2 而不要(yao)選(xuan)用(yong)(yong)0Mo28Ni65Fe5合(he)金(jin)。