哈(ha)(ha)氏(shi)合(he)金是一種鎳基(ji)耐腐(fu)蝕(shi)合(he)金,主(zhu)要分成鎳-鉻合(he)金與鎳鉻鉬合(he)金兩(liang)大類。哈(ha)(ha)氏(shi)合(he)金具有良好的抗腐(fu)蝕(shi)性和熱穩定性,多用(yong)于(yu)航空事(shi)業(ye),化學領域等。哈(ha)(ha)氏(shi)合(he)金(Hastelloy alloy)就是美國哈(ha)(ha)氏(shi)合(he)金國際公司所生產的鎳基(ji)耐蝕(shi)合(he)金的商業(ye)牌(pai)號的統稱。
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合金的(de)化(hua)學成分見表3-4-1。
一、組織特點
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合(he)金(jin)主要是為了防止0Mo28Ni65Fe 合(he)金(jin)的(de)(de)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和刀(dao)口腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)而發展起來的(de)(de)。從表(biao)3-4-1中可知,此合(he)金(jin)與(yu)0Mo28Ni65Fe5 合(he)金(jin)的(de)(de)主要區(qu)別(bie)是化(hua)(hua)學成(cheng)分中碳含(han)量(liang)(liang)、硅(gui)含(han)量(liang)(liang)低(C≤0.02%,Si≤0.10%),鐵(tie)含(han)量(liang)(liang)從低于6%降到低于2%.由于碳、硅(gui)、鐵(tie)含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)變化(hua)(hua),雖然00Mo28Ni68Fe2 合(he)金(jin)的(de)(de)基體組織與(yu)0Mo28Ni65Fe5 合(he)金(jin)并(bing)無差(cha)別(bie),然而在合(he)金(jin)基體上或沿晶(jing)界的(de)(de)析出相(xiang)就(jiu)有了很(hen)大的(de)(de)不同(tong)。最明顯的(de)(de)特點是00Mo28Ni68Fe2合(he)金(jin)的(de)(de)金(jin)屬(shu)間相(xiang)和碳化(hua)(hua)物(wu)析出相(xiang)明顯減少。00Mo28Ni68Fe2 合(he)金(jin)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(包括耐(nai)全面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和耐(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi))的(de)(de)性能明顯提高。
二、耐腐蝕性能
1. 全面腐蝕
前面0Mo28Ni65Fe5 合(he)(he)金(jin)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能數據對00Mo28Ni68Fe2 也(ye)均適用,但(dan)00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)金(jin)的(de)(de)性(xing)(xing)能比0Mo28Ni65Fe5合(he)(he)金(jin)的(de)(de)性(xing)(xing)能更好(hao)。圖3-4-22~圖3-4-31及表3-4-24~表3-4-26是針對00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)金(jin)的(de)(de)一(yi)些試驗結果。由(you)這些圖表可知(zhi),00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)金(jin)的(de)(de)耐(nai)鹽酸、硫酸、磷酸等無(wu)機(ji)酸的(de)(de)性(xing)(xing)能特點與0Mo28Ni65Fe5 合(he)(he)金(jin)基本相同。但(dan)是,耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)一(yi)般(ban)比0Mo28Ni65Fe5合(he)(he)金(jin)要好(hao),特別是焊后性(xing)(xing)能尤為明(ming)顯。在(zai)20%沸騰鹽酸中,即使00Mo28Ni68Fe2合(he)(he)金(jin)冷加工變形達50%。也(ye)不(bu)影響它的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)。
2. 晶間(jian)腐蝕(shi)
由于00Mo28Ni68Fe2 合(he)金中(zhong)的(de)(de)碳(tan)、硅、鐵(tie)含(han)量較低,敏化態鋼中(zhong)碳(tan)化物及一些(xie)金屬間相遠比0Mo28Ni68Fe5合(he)金要少,因此,此合(he)金的(de)(de)耐(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)(包括刀口(kou)腐(fu)蝕(shi))的(de)(de)性(xing)能較好。
3. 應力腐(fu)蝕
試驗結果(guo)表(biao)明,當(dang)(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合金(jin)中殘(can)余Fe≤2%,Cr≤1.0%量(liang)(liang)過低(或(huo)趨于零時(shi))與適量(liang)(liang)控制(zhi)鐵(tie)、鉻量(liang)(liang)的(de)同一合金(jin)相較,中溫時(shi)效態(tai)(相當(dang)于熱(re)成(cheng)型或(huo)焊接態(tai))時(shi),后(hou)者的(de)耐應力(li)腐蝕(shi)性能要比前者為好,結果(guo)見(jian)表(biao)3-4-27 和(he)表(biao)3-4-28.表(biao)3-4-28的(de)結果(guo)還(huan)表(biao)明,鐵(tie)、鉻加以適量(liang)(liang)控制(zhi)的(de)00Mo28Ni68Fe2 塑性(伸(shen)長率)和(he)成(cheng)型性也均優于鐵(tie)、鉻量(liang)(liang)未加控制(zhi)的(de)合金(jin)。
三、力學性能
表3-4-29和表3-4-30列(lie)出(chu)了00Mo28Ni68Fe2合金(jin)室溫(wen)(wen)、中溫(wen)(wen)力學(xue)性能和不同溫(wen)(wen)度時(shi)效后的(de)(de)塑性。從表3-4-29的(de)(de)結果可明顯看出(chu),00Mo28Ni68Fe2 合金(jin)中溫(wen)(wen)時(shi)效態的(de)(de)塑性降低(di)且隨時(shi)效時(shi)間增長而(er)更趨惡化。這與中溫(wen)(wen)時(shi)效態硬而(er)脆的(de)(de)β相(xiang)(Ni4Mo)的(de)(de)析出(chu)有(you)關。
圖3-4-32指出(chu)(chu)了00Mo28Ni68Fe2合(he)金(jin)在標準成分(fen)范圍內,合(he)金(jin)中(zhong)的Fe+Cr量不同時(shi),經(jing)中(zhong)溫(wen)時(shi)效后(hou)對合(he)金(jin)韌(ren)性的影響(xiang)。顯然,Fe+Cr量提高可(ke)(ke)將沖(chong)擊功為100J的曲線向右移動,研究表(biao)明,這與合(he)金(jin)中(zhong)的鐵可(ke)(ke)抑制β脆性相的析出(chu)(chu),而鉻(ge)也(ye)有(you)類似作用有(you)關(guan)。
四、物(wu)理性(xing)能(neng)
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合(he)金(jin)的(de)物(wu)理性能(neng)見(jian)表3-4-31。
五、焊接性能
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合(he)金(jin)(jin)(jin)具(ju)有良好的焊(han)(han)接(jie)性能,且由于此(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)中碳、硅(gui)、鐵(tie)含量均低,因(yin)而焊(han)(han)后(hou)耐晶間腐蝕、刀口腐蝕性能較0Mo28Ni65Fe5為佳(jia)。當(dang)合(he)金(jin)(jin)(jin)中鐵(tie)、鉻(ge)量加(jia)以適量控制時,00Mo28Ni68Fe2合(he)金(jin)(jin)(jin)的塑、韌性,耐蝕性,焊(han)(han)接(jie)性會(hui)更加(jia)改善。因(yin)此(ci),00Mo28Ni68Fe2 合(he)金(jin)(jin)(jin)一般焊(han)(han)后(hou)不需再經熱處理(li)。此(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)較0Mo28Ni65Fe5 合(he)金(jin)(jin)(jin)更適用于制造(zao)焊(han)(han)接(jie)設備(bei)和部件。
六(liu)、冷(leng)、熱加(jia)工(gong)及成型性能
基本與0Mo28Ni65Fe5合金類似。但是,當(dang)對00Mo28Ni68Fe2 合金中的鐵、鉻量加以適當(dang)控制時,其(qi)加工性(xing),特別是熱成型性(xing)會有顯著改善(shan)。
七、熱處理工藝(yi)
此合金除特(te)殊說(shuo)明的用途外,都(dou)需經1066℃固溶處理(li)后使用。除合金中Fe+Cr量加以控制者外,一般不允許在538~816℃間(jian)長期停留和使用。
八、應用
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合(he)金(jin)可生產(chan)板材、管材(焊管)、棒材、絲(si)材、帶材和鍛件。主要用于耐鹽酸(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)和甲酸(suan)(suan)等的管道、容器及其(qi)襯里、反應塔(ta)和襯里、泵和閥件等。對于要求(qiu)焊接的條件,最好選(xuan)擇(ze) 00Mo28Ni68Fe2 而不(bu)要選(xuan)用0Mo28Ni65Fe5合(he)金(jin)。