高(gao)溫(wen)合金(jin)是指以鐵、鎳、鈷為基,能(neng)在600℃以上(shang)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)下抗(kang)氧化(hua)、耐腐蝕,并(bing)能(neng)在一定應力作用下長期工(gong)作的(de)(de)(de)一類金(jin)屬材料,具有優異的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)強度,良好的(de)(de)(de)抗(kang)氧化(hua)和抗(kang)熱腐蝕性能(neng),良好的(de)(de)(de)疲勞(lao)性能(neng)、斷裂韌性等綜合性能(neng),又被稱為“超合金(jin),”主要(yao)應用于(yu)航空、航天(tian)、艦船、車(che)輛(liang)、工(gong)業燃機和能(neng)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、化學成分
00Cr16Ni60Mo16W4 合金化學成分見(jian)下表,其特(te)點是低碳、低硅。
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(er)、耐蝕性能(neng)
1. 全面腐蝕
一般情(qing)況(kuang)0Cr16Ni60Mo16W4的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)數據(ju)對00Cr16Ni60Mo16W4也(ye)是(shi)適用的(de)(de)。表3-5-26和圖3-5-16~圖3-5-21列出了該合金本身進行腐(fu)蝕(shi)試驗所取得的(de)(de)結(jie)果(guo)。顯(xian)然,00Cr16Ni60Mo16W4合金固溶態的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)特點與0Cr16Ni60Mo16W4完全一致。因(yin)此,前述(shu) 0Cr16Ni60Mo16W4 合金的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性結(jie)果(guo)仍可適用于00Cr16Ni60Mo16W4合金。
2. 局部腐蝕(shi)
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
加速腐(fu)蝕試(shi)(shi)驗(yan)(yan)是為了迅速確(que)定 Hastelloy C-276合(he)金(jin)的耐蝕性是否滿足工廠(chang)實(shi)際(ji)腐(fu)蝕環境的需要(yao)。加速腐(fu)蝕試(shi)(shi)驗(yan)(yan)所選(xuan)用的介質一般(ban)要(yao)較實(shi)際(ji)使(shi)用條件更加苛刻。對鎳鉻鉬型耐蝕合(he)金(jin)而(er)言(yan),按規定要(yao)進行(xing)鹽酸彎曲試(shi)(shi)驗(yan)(yan)和硫酸鐵試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。
鹽酸(suan)彎曲(qu)試(shi)(shi)(shi)驗系10%沸騰HCI酸(suan)中(zhong)試(shi)(shi)(shi)驗24小(xiao)時,然后將試(shi)(shi)(shi)樣(yang)彎曲(qu)180°。焊(han)接(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)則要(yao)求垂直(zhi)于(yu)(yu)焊(han)縫方向(xiang)彎曲(qu),且彎曲(qu)中(zhong)部位(wei)要(yao)位(wei)于(yu)(yu)熱影響區。彎曲(qu)后的試(shi)(shi)(shi)樣(yang)在放(fang)大(da)10倍下(xia)觀察有無(wu)晶間開裂現象(xiang)。
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(jin)的室溫(wen)(wen)和高溫(wen)(wen)瞬時力(li)學(xue)性能(neng)。表(biao) 3-5-30 則系(xi)焊接金(jin)屬的力(li)學(xue)性能(neng)。 表(biao) 3-5-31 和 表(biao) 3-5-32 分別為不同熱處理條件下(xia)的低溫(wen)(wen)沖擊性能(neng)和室溫(wen)(wen)硬(ying)度。
四、物理性能
00Cr16Ni60Mo16W4 合金的物理性能(neng)件下(xia)表
五、焊(han)接性(xing)能
Hastelloy C-276合金焊(han)(han)(han)接性能良好,可以(yi)采用(yong)(yong)通用(yong)(yong)的焊(han)(han)(han)接方法(fa)進行焊(han)(han)(han)接無特殊(shu)困難。而TIG、MIG和(he)手工(gong)電弧焊(han)(han)(han)則是最常(chang)用(yong)(yong)的。但(dan)當用(yong)(yong)于(yu)耐(nai)蝕用(yong)(yong)途(tu)時,不(bu)推薦選用(yong)(yong)乙炔焊(han)(han)(han)方法(fa)。焊(han)(han)(han)接過程中要防止熱輸入(ru)過大,對于(yu)埋弧焊(han)(han)(han)更(geng)應特別注意。
六(liu)、冷熱加(jia)工(gong)及成型性能
0Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)金(jin)(jin)冷加工(gong)(gong)并(bing)無(wu)特(te)殊(shu)困難。但是(shi)(shi),其(qi)熱(re)(re)(re)加工(gong)(gong)則(ze)是(shi)(shi)鎳基耐蝕合(he)(he)金(jin)(jin)中較(jiao)困難的(de)(de)一種。這(zhe)并(bing)不(bu)是(shi)(shi)由(you)于(yu)其(qi)熱(re)(re)(re)塑(su)性(xing)低,而是(shi)(shi)由(you)于(yu)變形抗力大,加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝控制(zhi)要求嚴(yan)格所致。圖3-5-14和圖3-5-15系國內(nei)對0Cr16Ni60Mo16W4合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熱(re)(re)(re)塑(su)性(xing)進行(xing)試驗所取得的(de)(de)結果。顯然,電渣(zha)重熔(rong)冶煉(lian)可明顯提高此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熱(re)(re)(re)塑(su)性(xing)。合(he)(he)金(jin)(jin)鍛(duan)態(tai)的(de)(de)熱(re)(re)(re)塑(su)性(xing)高于(yu)鑄(zhu)態(tai)。合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熱(re)(re)(re)加工(gong)(gong)及熱(re)(re)(re)成型溫度以(yi)1000~1200℃為(wei)宜。
七、熱處(chu)理(li)
在沒有(you)特殊規(gui)定和要求的(de)(de)情況下,Hastelloy C-276合(he)金(jin)進(jin)行(xing)固(gu)溶(rong)處理,即在1121℃下加熱后急冷(leng)。在此種狀態(tai)下,Hastelloy C-276合(he)金(jin)才具有(you)最佳的(de)(de)耐蝕、力學綜合(he)性能。
八、應(ying)用
Hastelloy C-276合金(jin)(jin)在冶金(jin)(jin)廠可(ke)生(sheng)產板、管、絲、帶、棒材(cai)以及(ji)鍛件和鑄件。此(ci)合金(jin)(jin)由于在氯化(hua)物以及(ji)含各種有機酸的(de)硫酸、亞硫酸、磷酸、各種有機酸、高溫氟(fu)化(hua)氫等(deng)介(jie)質中的(de)良好的(de)耐全面腐蝕和局部腐蝕性能,因此(ci)可(ke)制造耐這些介(jie)質腐蝕的(de)各種容器、管道、閥門、塔(ta)、槽等(deng)。