哈(ha)氏合金(jin)是一種鎳(nie)基耐(nai)腐蝕(shi)合金(jin),主(zhu)要分成(cheng)鎳(nie)-鉻合金(jin)與(yu)鎳(nie)鉻鉬合金(jin)兩大類(lei)。哈(ha)氏合金(jin)具有良好(hao)的抗(kang)腐蝕(shi)性和熱穩定(ding)性,多用于航(hang)空(kong)事(shi)業(ye),化學(xue)領域等。哈(ha)氏合金(jin)(Hastelloy alloy)就(jiu)是美國(guo)哈(ha)氏合金(jin)國(guo)際公司所(suo)生產的鎳(nie)基耐(nai)蝕(shi)合金(jin)的商業(ye)牌號的統稱(cheng)。
(00Cr16Ni66Mo16Ti)、NS 335、Hastelloy C-4 合金在20世紀(ji)70年代問(wen)世,它是在Hastelloy C-276 基礎上進一步(bu)降(jiang)碳、降(jiang)鐵(tie)、去鎢并(bing)加入了(le)穩定化(hua)元素(su)鈦,從而更加提高了(le)合(he)金(jin)的(de)耐(nai)晶間腐(fu)蝕性,使此合(he)金(jin)的(de)組(zu)織熱穩定性較(jiao)前述(shu) Hastelloy C-276更佳,從而為此合(he)金(jin)制造(zao)需要的(de)焊接和熱成型設備提供了(le)條件。
一、化(hua)學成分(fen)和組織特點
(00Cr16Ni66Mo16Ti)、NS 335、Hastelloy C-4 合金(jin)的化學成(cheng)分見表(biao)3-5-1,此合金(jin)的典型(xing)控制成(cheng)分見表(biao)3-5-35。它的組(zu)織結(jie)構與0Cr16Ni60Mo16W4和00Cr16Ni60Mo16W4基本(ben)相(xiang)同(tong),僅是鉻碳化物和金(jin)屬間相(xiang),例如μ相(xiang)(Ni,Fe,Co)3(W,Mo,Cr)的數量更少。
二、耐腐蝕性(xing)能
1. 全面腐蝕
0Cr16Ni60Mo16W4 和 00Cr16Ni60Mo16W4 兩種合金(jin)(jin)的耐(nai)(nai)蝕性(xing)數據均可供(gong)00Cr16Ni66Mo16Ti參考使用。由于此合金(jin)(jin)碳、鐵含量(liang)低(di)(di),碳化物、金(jin)(jin)屬間相(xiang)析出數量(liang)少,因而(er)在一(yi)些(xie)(xie)介質(zhi)中耐(nai)(nai)全面腐蝕性(xing)能優(you)于0Cr16Ni60Mo16W4 和00Cr16Ni60Mo16W4 合金(jin)(jin),特別是(shi)焊后(hou)性(xing)能表現(xian)更加明顯。但(dan)是(shi),由于00Cr16Ni66Mo16Ti合金(jin)(jin)中不含鎢,因此在固(gu)溶態耐(nai)(nai)鹽酸(suan)等還原性(xing)酸(suan)的性(xing)能可能有所(suo)降(jiang)低(di)(di)。表3-5-36及圖3-5-22和圖3-5-23系(xi)一(yi)些(xie)(xie)腐蝕試(shi)驗結果(guo)。
2. 晶間(jian)腐蝕
圖3-5-24和圖3-5-25系經不(bu)同敏化(hua)(hua)溫度(du)、時間熱處(chu)理后(hou),0Cr16Ni60Mo16W4 和 00Cr16Ni60Mo16W4 和00Cr16Ni66Mo16Ti 三種(zhong) Ni-Cr-Mo合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)耐蝕(shi)性和沉淀(dian)相(xiang)析(xi)出的(de)敏感性的(de)比(bi)較。在圖3-5-25中,不(bu)同溫度(du)敏化(hua)(hua)后(hou)00Cr16Ni66Mo16Ti 合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)具有最佳的(de)耐蝕(shi)性,在三種(zhong)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中,它對(dui)敏化(hua)(hua)處(chu)理最不(bu)敏感;由于沉淀(dian)相(xiang)的(de)析(xi)出行為直接(jie)與其晶間腐(fu)蝕(shi)敏感性有關,因(yin)此,圖3-5-24表(biao)明,三種(zhong)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)晶間腐(fu)蝕(shi)傾(qing)向也是最低的(de)。
3. 加速腐蝕(shi)試驗
為了對 00Cr16Ni66Mo16Ti合金進行質量控制,通(tong)常采用比實(shi)際(ji)介(jie)質更為苛刻(ke)的(de)腐蝕(shi)試驗(yan)條件(jian)來進行加速試驗(yan)。目(mu)的(de)是確定該材(cai)料是否適(shi)應工廠的(de)實(shi)際(ji)使(shi)用條件(jian)。加速腐蝕(shi)試驗(yan)方法(fa)與(yu)00Cr16Ni60Mo16W4相同,系(xi)進行鹽酸(suan)彎曲試驗(yan)和(he)硫酸(suan)鐵試驗(yan),其典型結果見表(biao)3-5-37。
四、力學性能
表(biao)3-5-38~表(biao)3-5-40系(xi)此合(he)金(jin)的(de)(de)固溶態、時效(xiao)態和焊態的(de)(de)力學性(xing)能。由(you)(you)表(biao)中可知,即使(shi)經(jing)過(guo)時效(xiao),00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金(jin)的(de)(de)塑(su)性(xing)也并未降低。但(dan)是,在(zai)焊態其塑(su)性(xing)則有(you)某(mou)種程度的(de)(de)下降。在(zai)工程上應用,其塑(su)性(xing)仍是足夠的(de)(de)。由(you)(you)于 00Cr16Ni66Mo16Ti 合(he)金(jin)時效(xiao)后沉淀相(xiang)比 00Cr16Ni60Mo16W4 合(he)金(jin)少,因(yin)此其固溶和時效(xiao)的(de)(de)塑(su)性(xing)并無(wu)明(ming)顯(xian)差別,見圖 3-5-26。
五、物理性能
00Cr16Ni66Mo16Ti 合金(jin)的(de)物理常數(shu)列入(ru)表3-5-41。
六、焊接性能
由于00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合合金(jin)可焊(han)(han)性(xing)能好,焊(han)(han)后具有高耐(nai)蝕性(xing),因此(ci),與前述兩種Ni-Cr-Mo耐(nai)蝕合金(jin)相比,此(ci)合金(jin)更適(shi)于在焊(han)(han)接(jie)狀(zhuang)態下用(yong)于化學(xue)工業(ye)等工業(ye)中。00Cr16Ni66Mo16Ti合金(jin)可以采用(yong)常用(yong)的焊(han)(han)接(jie)方法,例如(ru),TIG、MIG、手工電弧焊(han)(han)等進(jin)行焊(han)(han)接(jie)而無任何(he)困難。當采用(yong)埋弧焊(han)(han)時,要注意防止過(guo)熱,同時溶劑(ji)中不允(yun)許含碳或硅。對于耐(nai)蝕用(yong)途的00Cr16Ni66Mo16Ti合金(jin),不推薦(jian)采用(yong)乙炔焊(han)(han)。
七、冷熱加工及成型性能
由(you)于此合(he)金(jin)中(zhong)不(bu)含鎢(wu),高溫下變形(xing)抗力小,因而較前(qian)兩種高鉬、高鎢(wu)的(de)Ni-Cr-Mo耐蝕合(he)金(jin)易于熱加(jia)工,同時(shi)(shi)冷加(jia)工性能(neng)亦佳。00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金(jin)的(de)冷成型性能(neng),特別(bie)是(shi)在時(shi)(shi)效態幾(ji)乎與固(gu)溶態相(xiang)差無幾(ji),遠遠優于前(qian)述的(de)兩種Ni-Cr-Mo合(he)金(jin)。冷成型性的(de)試(shi)驗結果見表(biao)3-5-42。
八、熱處(chu)理
除特殊規(gui)定外,00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合金均進(jin)行(xing)固(gu)溶(rong)(rong)處理。只有(you)這樣才能使此合金具有(you)最佳的耐(nai)蝕(shi)性和最高的塑性。其固(gu)溶(rong)(rong)處理溫度是(shi)1040℃,保溫后急冷。
九(jiu)、應用(yong)
本合金可(ke)供(gong)應板(ban)(薄板(ban)、中(zhong)板(ban))、棒、絲、帶、管材,鍛件(jian)和鑄件(jian)等(deng)冶金產(chan)品。主要(yao)用(yong)于耐(nai)(nai)鹽(yan)酸(suan)、硫酸(suan)等(deng)無機酸(suan),耐(nai)(nai)甲酸(suan)等(deng)有機酸(suan),耐(nai)(nai)氯(lv)及(ji)含氯(lv)的介質,干氯(lv)氣,海水(shui)等(deng)。由(you)于此合金耐(nai)(nai)晶間腐(fu)(fu)蝕、點(dian)蝕和縫隙腐(fu)(fu)蝕的性能良好(hao),因(yin)此常(chang)用(yong)于其他(ta)不(bu)銹鋼和一些高鎳耐(nai)(nai)蝕合金無法解決的局(ju)部腐(fu)(fu)蝕問題。此合金可(ke)制造耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕的管道、容器、塔、槽、反(fan)應器、熱交換器以及(ji)泵、閥等(deng)。