哈(ha)(ha)氏合(he)(he)金是一種鎳基耐腐蝕(shi)合(he)(he)金,主(zhu)要分成鎳-鉻合(he)(he)金與鎳鉻鉬合(he)(he)金兩大類。哈(ha)(ha)氏合(he)(he)金具有良好的(de)抗(kang)腐蝕(shi)性和熱穩(wen)定(ding)性,多用于航空事業,化學(xue)領(ling)域等(deng)。哈(ha)(ha)氏合(he)(he)金(Hastelloy alloy)就是美國哈(ha)(ha)氏合(he)(he)金國際公司(si)所(suo)生產(chan)的(de)鎳基耐蝕(shi)合(he)(he)金的(de)商業牌號的(de)統稱。
(00Cr16Ni66Mo16Ti)、NS 335、Hastelloy C-4 合金在20世紀(ji)70年代問世,它是在Hastelloy C-276 基礎上進一步降(jiang)(jiang)碳、降(jiang)(jiang)鐵、去(qu)鎢(wu)并加(jia)入(ru)了穩定(ding)化元素(su)鈦,從(cong)而更(geng)加(jia)提高了合金(jin)的耐晶間(jian)腐蝕性,使此合金(jin)的組(zu)織熱(re)穩定(ding)性較(jiao)前(qian)述 Hastelloy C-276更(geng)佳,從(cong)而為此合金(jin)制造需要的焊接和熱(re)成(cheng)型(xing)設備提供(gong)了條件。
一、化(hua)學成分和組織特點
(00Cr16Ni66Mo16Ti)、NS 335、Hastelloy C-4 合(he)金(jin)(jin)的(de)化學成分見(jian)表3-5-1,此(ci)合(he)金(jin)(jin)的(de)典(dian)型(xing)控制成分見(jian)表3-5-35。它的(de)組織結構(gou)與(yu)0Cr16Ni60Mo16W4和(he)00Cr16Ni60Mo16W4基本相同,僅是鉻碳化物和(he)金(jin)(jin)屬(shu)間(jian)相,例如μ相(Ni,Fe,Co)3(W,Mo,Cr)的(de)數量更少。
二(er)、耐(nai)腐(fu)蝕性能
1. 全面(mian)腐蝕
0Cr16Ni60Mo16W4 和(he) 00Cr16Ni60Mo16W4 兩種合(he)(he)金的耐(nai)蝕性(xing)數據均可(ke)供00Cr16Ni66Mo16Ti參考(kao)使用。由(you)于此合(he)(he)金碳、鐵含(han)(han)量低,碳化物、金屬間相析出(chu)數量少,因(yin)(yin)而在一些(xie)介質(zhi)中耐(nai)全面(mian)腐蝕性(xing)能(neng)優于0Cr16Ni60Mo16W4 和(he)00Cr16Ni60Mo16W4 合(he)(he)金,特別是(shi)焊后性(xing)能(neng)表現更加明顯(xian)。但是(shi),由(you)于00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)(he)金中不含(han)(han)鎢,因(yin)(yin)此在固溶(rong)態耐(nai)鹽酸(suan)等(deng)還原性(xing)酸(suan)的性(xing)能(neng)可(ke)能(neng)有所降低。表3-5-36及(ji)圖3-5-22和(he)圖3-5-23系一些(xie)腐蝕試(shi)驗結果。
2. 晶間腐蝕
圖(tu)3-5-24和(he)圖(tu)3-5-25系經不同(tong)敏(min)(min)化溫度、時間(jian)(jian)熱(re)處理后(hou),0Cr16Ni60Mo16W4 和(he) 00Cr16Ni60Mo16W4 和(he)00Cr16Ni66Mo16Ti 三種 Ni-Cr-Mo合(he)金耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)和(he)沉淀相(xiang)(xiang)析(xi)(xi)出的(de)(de)(de)敏(min)(min)感(gan)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)比(bi)較。在圖(tu)3-5-25中(zhong),不同(tong)溫度敏(min)(min)化后(hou)00Cr16Ni66Mo16Ti 合(he)金具有(you)最佳的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing),在三種合(he)金中(zhong),它對(dui)敏(min)(min)化處理最不敏(min)(min)感(gan);由于沉淀相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出行為直接與其(qi)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)敏(min)(min)感(gan)性(xing)(xing)有(you)關,因此,圖(tu)3-5-24表明(ming),三種合(he)金中(zhong)00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)傾向也是最低的(de)(de)(de)。
3. 加速腐蝕試(shi)驗
為了對 00Cr16Ni66Mo16Ti合金(jin)進行質(zhi)量(liang)控(kong)制(zhi),通常(chang)采用比實際介(jie)質(zhi)更為苛(ke)刻的腐蝕試驗(yan)條(tiao)件(jian)來進行加速(su)試驗(yan)。目的是(shi)確(que)定(ding)該材料是(shi)否適應工廠(chang)的實際使用條(tiao)件(jian)。加速(su)腐蝕試驗(yan)方法與00Cr16Ni60Mo16W4相同,系(xi)進行鹽酸(suan)彎曲試驗(yan)和硫酸(suan)鐵試驗(yan),其(qi)典型結果見表3-5-37。
四、力學性能
表3-5-38~表3-5-40系此合(he)金(jin)的(de)固溶態(tai)、時效(xiao)態(tai)和(he)焊態(tai)的(de)力(li)學性(xing)(xing)能。由表中(zhong)可知,即(ji)使經過時效(xiao),00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金(jin)的(de)塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)也并未降(jiang)低。但是,在焊態(tai)其塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)則(ze)有某(mou)種(zhong)程度的(de)下降(jiang)。在工(gong)程上應(ying)用(yong),其塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)仍是足夠的(de)。由于(yu) 00Cr16Ni66Mo16Ti 合(he)金(jin)時效(xiao)后沉淀相比 00Cr16Ni60Mo16W4 合(he)金(jin)少,因此其固溶和(he)時效(xiao)的(de)塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)并無明顯差別,見圖 3-5-26。
五、物理(li)性能
00Cr16Ni66Mo16Ti 合金的物理常數列入表3-5-41。
六、焊接(jie)性(xing)能(neng)
由于00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合合金(jin)可焊(han)性能好,焊(han)后(hou)具有高耐蝕性,因此,與前述兩(liang)種Ni-Cr-Mo耐蝕合金(jin)相比,此合金(jin)更適于在焊(han)接狀態下(xia)用(yong)于化學工(gong)業(ye)等(deng)工(gong)業(ye)中。00Cr16Ni66Mo16Ti合金(jin)可以采用(yong)常(chang)用(yong)的焊(han)接方法,例如(ru),TIG、MIG、手工(gong)電弧(hu)焊(han)等(deng)進行焊(han)接而(er)無任何困(kun)難。當采用(yong)埋(mai)弧(hu)焊(han)時,要注意防(fang)止過熱,同時溶劑中不允許含碳或硅。對于耐蝕用(yong)途的00Cr16Ni66Mo16Ti合金(jin),不推薦采用(yong)乙炔焊(han)。
七(qi)、冷熱加(jia)工及成型性(xing)能
由于(yu)此合(he)金中不含鎢,高(gao)溫下變形抗力小,因而較(jiao)前(qian)兩(liang)種高(gao)鉬(mu)、高(gao)鎢的(de)Ni-Cr-Mo耐蝕合(he)金易于(yu)熱加(jia)工,同(tong)時冷(leng)(leng)加(jia)工性(xing)能(neng)亦佳。00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金的(de)冷(leng)(leng)成(cheng)型性(xing)能(neng),特別是在(zai)時效態幾(ji)乎與(yu)固溶態相(xiang)差(cha)無(wu)幾(ji),遠遠優于(yu)前(qian)述(shu)的(de)兩(liang)種Ni-Cr-Mo合(he)金。冷(leng)(leng)成(cheng)型性(xing)的(de)試驗結果見表3-5-42。
八、熱處理(li)
除(chu)特(te)殊(shu)規定外,00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合金(jin)均(jun)進行固溶(rong)處理。只有這(zhe)樣才能使此合金(jin)具有最佳的耐蝕性(xing)和(he)最高(gao)的塑性(xing)。其(qi)固溶(rong)處理溫度是(shi)1040℃,保溫后急冷(leng)。
九、應(ying)用
本合金可(ke)(ke)供應板(薄板、中板)、棒、絲、帶、管(guan)材,鍛件(jian)和(he)鑄件(jian)等冶(ye)金產品。主要用于耐(nai)鹽酸(suan)、硫酸(suan)等無機酸(suan),耐(nai)甲酸(suan)等有機酸(suan),耐(nai)氯及含氯的介質,干氯氣,海水等。由于此(ci)合金耐(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)、點蝕(shi)和(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)的性能良好,因(yin)此(ci)常用于其他不銹鋼和(he)一些高鎳耐(nai)蝕(shi)合金無法解決的局部腐(fu)蝕(shi)問(wen)題。此(ci)合金可(ke)(ke)制造耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的管(guan)道、容(rong)器(qi)、塔、槽、反(fan)應器(qi)、熱交(jiao)換器(qi)以及泵、閥等。