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哈氏合金|Hastelloy

哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金是一(yi)種鎳基(ji)耐腐蝕(shi)合(he)(he)金,主要分成鎳-鉻合(he)(he)金與鎳鉻鉬合(he)(he)金兩大(da)類(lei)。哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金具有良好(hao)的(de)(de)抗腐蝕(shi)性(xing)和熱穩定(ding)性(xing),多(duo)用于航空事(shi)業,化學領域等(deng)。哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金(Hastelloy alloy)就是美國哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金國際公(gong)司所生產的(de)(de)鎳基(ji)耐蝕(shi)合(he)(he)金的(de)(de)商業牌號的(de)(de)統(tong)稱(cheng)。

產品分類 / 用途

00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)


(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合金與前述鎳鉬耐(nai)蝕合金(jin)不同,是一種有優良耐(nai)蝕性且高溫高強(qiang)度、低熱膨脹的沉淀(dian)硬(ying)化型耐(nai)蝕、耐(nai)熱合金(jin)。


  此合金在時效態(這是與固溶態使用的前述各種鎳鉬合金,包括成分相近的Hastelloy B10合金最主要的差別)其室溫到650℃的強度約為固溶態 Hastelloy B和 Hastelloy C-276的2~3倍。在H2SO4、HCl、HF、H3PO4等酸中以及氟化物熔鹽中均具有良好耐蝕性。


一、化學(xue)成分(fen)和組織特點


(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合金的化學成分(fen)見(jian)表3-4-49。從(cong)化學成分(fen)中可看出(chu),此合金與前述00Mo24Ni60Cr8Fe6 (Hastelloy B10)合金相較(jiao)除鎳、鉬、鉻近似(si)外,不僅含(han)鐵量低而且還含(han)有鈷等(deng)元素。


                                                                    (00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 化學成分
            合金名稱   Ni   Mo   Cr   Fe   Co Mn  Si  Al   C   B  Cu
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)
  Haynes 242 
  6524~287.0~9.0≤2.00≤2.5≤0.8≤0.8≤0.5≤0.03≤0.006≤0.5



  此(ci)合金(jin)固溶態與鎳鉬型(xing)耐蝕(shi)合金(jin)相同,但時效后(hou)會有Ni2(Mo,Cr)型(xing)金(jin)屬(shu)間相在(zai)基體上沉淀。由于此(ci)金(jin)屬(shu)間相非常細(xi)小(xiao),只有用電(dian)子顯微鏡才能觀(guan)察到(見圖(tu)3-4-41中黑(hei)色(se)突(tu)出(chu)的質點(dian)),此(ci)相是此(ci)合金(jin)的強化相。


圖 4-41.jpg


二、耐腐蝕性能(neng)


  1. 在酸溶(rong)液中


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在各種(zhong)酸溶液中(zhong)的(de)試驗(yan)結果見(jian)表(biao)(biao)3-4-50和(he)表(biao)(biao)3-4-51 以及(ji)圖3-4-42和(he)圖 3-4-43。


表 4-50.jpg

表 4-51.jpg


  2. 在高溫氟化氫氣和(he)氯化物熔(rong)鹽中的耐蝕性


  由于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)的高(gao)鉬(mu)量并(bing)含(han)有8%Cr,因而在高(gao)溫(wen)HF氣(qi)中和高(gao)溫(wen)氟化物熔鹽(KCl-KF-NaF)中的耐(nai)蝕(shi)性(xing)較(jiao)其他一些(xie)耐(nai)蝕(shi)合金(jin)為優(you)(you)。在10℃,70%HF 氣(qi)中試(shi)驗136h后的結果(guo)見(jian)表3-4-52。可以看出,0Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)的耐(nai)蝕(shi)性(xing)優(you)(you)于含(han)~15%Cr的簡單(dan)的鎳鉻(ge)耐(nai)蝕(shi)合金(jin)Inconel 600 (0Cr15Ni75Fe),也優(you)(you)于高(gao)鉻(ge)量而鉬(mu)量較(jiao)低的鎳鉻(ge)鉬(mu)型合金(jin) Inconel 625和 Hastelloy C-22。


表 4-52.jpg


  3. 高溫抗氮化性


  表3-4-53列出了在(zai)980℃(流動的(de)(de)氨中(zhong))試(shi)驗(yan)168小時后(hou)的(de)(de)合金(jin)的(de)(de)表面氮(dan)化(hua)情況(kuang)。可以看出,在(zai)所試(shi)驗(yan)的(de)(de)合金(jin)中(zhong),00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)的(de)(de)抗氮(dan)化(hua)性是(shi)(shi)最好的(de)(de),這主要(yao)是(shi)(shi)由于(yu)242合金(jin)中(zhong)的(de)(de)鎳基和低(di)鉻量(liang)。


表 4-53.jpg


  4. 高(gao)溫抗氧化性


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在(zai)≤815℃下具有良好的抗氧(yang)化性,因(yin)此在(zai)連續(xu)或斷(duan)續(xu)工作條件下不需要采取任何表面防護措施。


  采(cai)用圖3-4-44 的金(jin)相法來(lai)評定的高(gao)溫抗氧(yang)化性并得(de)到(dao)表3-4-54 的結果(guo)。可以看出(chu),在所試驗條件下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)(he)金(jin)的抗氧(yang)化性要遠比 Hastelloy B合(he)(he)金(jin)為優,顯(xian)然(ran)這主要是與242合(he)(he)金(jin)含有(you)8%Cr且鉬量較低有(you)關。


圖 4-44.jpg


表 4-54.jpg



三、力學性能


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)(jin)的(de)棒(bang)材(和環件)、熱軋板(ban)、冷(leng)軋板(ban)材固溶+650℃時效(xiao)48小時的(de)拉(la)伸(shen)性能(neng)見表3-4-55~表3-4-57。表3-4-58則(ze)(ze)系(xi)此(ci)(ci)合金(jin)(jin)冷(leng)軋板(ban)固溶態(tai)、固溶十(shi)冷(leng)加工、固溶十(shi)冷(leng)加工十(shi)時效(xiao)態(tai)的(de)拉(la)伸(shen)性能(neng)。而圖3-4-45 則(ze)(ze)系(xi)此(ci)(ci)合金(jin)(jin)的(de)瞬時高(gao)溫強度與 Hastelloy B和 Hastelloy C-2000 合金(jin)(jin)的(de)對比試驗結果。


表 4-55.jpg


表 4-58.jpg


  表(biao)3-4-59指(zhi)出了(le)00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)(he)金經(jing)650℃長(chang)期加(jia)熱(re)后的(de)抗拉性(xing)(xing)能和(he)沖(chong)擊性(xing)(xing)能,可以看出,隨650℃加(jia)熱(re)時間的(de)增長(chang),合(he)(he)金的(de)強度提高,塑性(xing)(xing)有所降低,而韌性(xing)(xing)下降最為明(ming)顯,經(jing)650℃ 8000h加(jia)熱(re)后,韌性(xing)(xing)的(de)損失達60%。


表 4-59.jpg


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)(he)金的高溫(wen)持(chi)久性能見(jian)圖(tu)3-4-46。可(ke)以看出,在所(suo)(suo)試驗的條件下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)(he)金的高溫(wen)持(chi)久強(qiang)度低(di)于(yu)高溫(wen)(熱(re)強(qiang))合(he)(he)金Inconel 718 (0Cr20Ni53Mo3Nb5AlTi),但高于(yu)所(suo)(suo)試驗的 Hastelloy B等合(he)(he)金。




  研究表明,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)時(shi)效(xiao)態(tai)的(de)強度約為固溶態(tai)的(de)兩倍,按此時(shi)效(xiao)態(tai)的(de)高(gao)溫強度性能此合金(jin)可用到≤705℃。


四、冷加(jia)工和成型性


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金固(gu)溶(rong)態與(yu) Hastelloy B10相似,具(ju)有良(liang)好的冷(leng)、熱(re)(re)加(jia)(jia)工(gong)和成型性。熱(re)(re)加(jia)(jia)工(gong)溫度可在(zai)980~1230℃間的較高溫度下進(jin)行。但(dan)若為了獲得(de)細晶粒(li)結(jie)構,熱(re)(re)加(jia)(jia)工(gong)終(zhong)止溫度可在(zai)熱(re)(re)加(jia)(jia)工(gong)溫度范(fan)圍內的下限(xian)溫度進(jin)行。由(you)于此(ci)合金固(gu)溶(rong)態也具(ju)有良(liang)好的冷(leng)塑性,故也極(ji)易冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)。但(dan)無論是熱(re)(re)加(jia)(jia)工(gong)還是冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)材,在(zai)時(shi)效前(qian)均需(xu)先進(jin)行固(gu)溶(rong)處理。


五、熱(re)處理(li)工藝


  除(chu)有特殊要求外,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)均需進行最(zui)終熱(re)處(chu)理(li)。熱(re)處(chu)理(li)工藝為925~1120℃加熱(re)保(bao)溫后空冷或水冷(高截面尺寸者(zhe))。此(ci)合金(jin)固(gu)溶處(chu)理(li)后的(de)時效溫度(du)為650℃x24~48小時保(bao)溫后空冷。


六、焊接性能(neng)


  00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)具有良好(hao)的(de)焊(han)接(jie)性能,合金(jin)在(zai)固(gu)溶狀態下可(ke)采用(yong)GTAW和(he)GMAW工藝進(jin)行(xing)焊(han)接(jie),建(jian)議采用(yong)化學成分匹配的(de)焊(han)絲。由于埋弧焊(han)和(he)氧(乙(yi))炔焊(han)熱(re)輸入高,不推(tui)薦(jian)用(yong)于焊(han)接(jie)此合金(jin)。焊(han)接(jie)時層間溫(wen)度要≤95℃.由于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)一般系在(zai)固(gu)溶十時效態使(shi)用(yong),建(jian)議焊(han)后時效前要進(jin)行(xing)固(gu)溶處理,以獲得良好(hao)的(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)和(he)母材整體的(de)性能。


七、物理(li)性(xing)能


 00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金的物理性能見表 3-4-60。


表 4-60.jpg


八、應用(yong)


 00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)合(he)(he)金作為(wei)高溫(耐熱)合(he)(he)金使用(yong)經(jing)固溶(rong)+時效處(chu)理后(hou)可(ke)用(yong)于(yu)航空和航天(tian)工業中,若作為(wei)耐蝕(shi)合(he)(he)金使用(yong)則為(wei)固溶(rong)處(chu)理態,其用(yong)途基本上與(yu)前述(shu)00Mo24Ni60Cr8Fe6(Hastelloy B10)合(he)(he)金相似,可(ke)用(yong)于(yu)耐氫氟(fu)酸和耐氟(fu)化物(wu)熔鹽(yan)的環境中。由于(yu)此合(he)(he)金具有的高強(qiang)度(du),已用(yong)于(yu)既(ji)耐氟(fu)化物(wu)腐蝕(shi)又要求高強(qiang)度(du)的構件(jian),效果良好。