高(gao)溫合(he)(he)金(jin)是指(zhi)以(yi)鐵、鎳、鈷(gu)為基,能在600℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高(gao)溫下(xia)抗氧化、耐腐蝕,并能在一(yi)定應力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)長期工(gong)作(zuo)的(de)(de)一(yi)類金(jin)屬材(cai)料,具有優(you)異的(de)(de)高(gao)溫強度(du),良好的(de)(de)抗氧化和抗熱(re)腐蝕性(xing)能,良好的(de)(de)疲(pi)勞性(xing)能、斷裂韌性(xing)等綜合(he)(he)性(xing)能,又被稱(cheng)為“超合(he)(he)金(jin),”主要應用(yong)于航(hang)空、航(hang)天、艦(jian)船、車輛、工(gong)業燃機和能源領域。
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、化學(xue)成分(fen)
00Cr16Ni60Mo16W4 合金化(hua)學成分見下表,其特點是低碳、低硅(gui)。
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(nai)蝕性能(neng)
1. 全(quan)面腐蝕
一般情況0Cr16Ni60Mo16W4的(de)腐(fu)蝕(shi)數(shu)據對00Cr16Ni60Mo16W4也是適用的(de)。表(biao)3-5-26和圖3-5-16~圖3-5-21列(lie)出(chu)了該合(he)(he)金本(ben)身進行腐(fu)蝕(shi)試驗所取得的(de)結(jie)果(guo)(guo)。顯然,00Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)金固溶態的(de)耐(nai)蝕(shi)特點與0Cr16Ni60Mo16W4完全一致。因此,前述(shu) 0Cr16Ni60Mo16W4 合(he)(he)金的(de)耐(nai)蝕(shi)性結(jie)果(guo)(guo)仍可適用于00Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)金。
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. 加速腐蝕試驗
加(jia)(jia)速腐蝕(shi)試驗是(shi)為了迅速確(que)定 Hastelloy C-276合金(jin)的(de)耐(nai)蝕(shi)性是(shi)否滿足工廠(chang)實(shi)際(ji)腐蝕(shi)環境的(de)需(xu)要(yao)。加(jia)(jia)速腐蝕(shi)試驗所選用的(de)介質一般(ban)要(yao)較實(shi)際(ji)使用條(tiao)件更加(jia)(jia)苛刻。對鎳鉻鉬型耐(nai)蝕(shi)合金(jin)而言,按(an)規(gui)定要(yao)進行鹽(yan)酸彎曲試驗和(he)硫酸鐵(tie)試驗。
鹽酸彎(wan)(wan)曲(qu)試(shi)驗(yan)系10%沸騰HCI酸中試(shi)驗(yan)24小(xiao)時,然后將(jiang)試(shi)樣彎(wan)(wan)曲(qu)180°。焊接試(shi)樣則(ze)要求垂直(zhi)于(yu)焊縫方向彎(wan)(wan)曲(qu),且(qie)彎(wan)(wan)曲(qu)中部位要位于(yu)熱影響區。彎(wan)(wan)曲(qu)后的試(shi)樣在放(fang)大10倍(bei)下觀察(cha)有無晶間開裂(lie)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(xue)性能
表(biao) 3-5-29 系(xi) 00Cr16Ni60Mo16W4 合金的室(shi)溫(wen)和(he)高溫(wen)瞬(shun)時(shi)力學性(xing)能。表(biao) 3-5-30 則系(xi)焊(han)接金屬的力學性(xing)能。 表(biao) 3-5-31 和(he) 表(biao) 3-5-32 分(fen)別為不同熱(re)處理條(tiao)件下的低溫(wen)沖擊(ji)性(xing)能和(he)室(shi)溫(wen)硬度。
四、物理性能
00Cr16Ni60Mo16W4 合金的物理性能(neng)件(jian)下表(biao)
五、焊接性能
Hastelloy C-276合金焊(han)接(jie)(jie)性能(neng)良好(hao),可以采(cai)用(yong)通用(yong)的焊(han)接(jie)(jie)方法進行(xing)焊(han)接(jie)(jie)無特殊困難。而TIG、MIG和(he)手工(gong)電(dian)弧(hu)焊(han)則是最常用(yong)的。但當(dang)用(yong)于耐蝕用(yong)途時,不推薦選用(yong)乙炔焊(han)方法。焊(han)接(jie)(jie)過程(cheng)中要防止熱輸入過大(da),對于埋弧(hu)焊(han)更應特別注意。
六、冷熱加工及成型性能
0Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)冷加(jia)工(gong)(gong)(gong)并無(wu)特殊(shu)困難(nan)。但是,其熱(re)加(jia)工(gong)(gong)(gong)則是鎳基耐(nai)蝕合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中較困難(nan)的(de)(de)一種(zhong)。這并不(bu)是由(you)于(yu)(yu)其熱(re)塑(su)性(xing)低,而是由(you)于(yu)(yu)變形抗力(li)大(da),加(jia)工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)藝控制要求嚴格所致。圖3-5-14和(he)圖3-5-15系國內對(dui)0Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熱(re)塑(su)性(xing)進(jin)行試驗所取得的(de)(de)結果。顯然(ran),電渣重熔冶煉可明顯提高此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熱(re)塑(su)性(xing)。合(he)(he)(he)金(jin)(jin)鍛態的(de)(de)熱(re)塑(su)性(xing)高于(yu)(yu)鑄態。合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熱(re)加(jia)工(gong)(gong)(gong)及熱(re)成(cheng)型溫度以(yi)1000~1200℃為宜。
七、熱處理(li)
在沒(mei)有特(te)殊(shu)規定和要(yao)求的情況下(xia)(xia),Hastelloy C-276合金進行固溶處理,即(ji)在1121℃下(xia)(xia)加熱(re)后急冷。在此種(zhong)狀態(tai)下(xia)(xia),Hastelloy C-276合金才具(ju)有最佳的耐蝕、力學綜合性能。
八(ba)、應用
Hastelloy C-276合(he)金(jin)在冶金(jin)廠可生(sheng)產板、管、絲、帶、棒材以及鍛件和(he)鑄件。此合(he)金(jin)由(you)于在氯化(hua)物(wu)以及含(han)各種(zhong)有機酸的硫(liu)酸、亞硫(liu)酸、磷酸、各種(zhong)有機酸、高溫氟化(hua)氫(qing)等介質(zhi)中的良好的耐全面腐(fu)蝕(shi)和(he)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)性能(neng),因(yin)此可制造(zao)耐這些介質(zhi)腐(fu)蝕(shi)的各種(zhong)容器、管道、閥門、塔、槽等。