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哈氏合金｜Hastelloy

哈氏合金是一種鎳基耐腐蝕合金，主要分成鎳-鉻合金與鎳鉻鉬合金兩大類。哈氏合金具有良好的抗腐蝕性和熱穩(wěn)定性，多用于航空事業(yè)，化學(xué)領(lǐng)域等。哈氏合金(Hastelloy alloy)就是美國哈氏合金國際公司所生產(chǎn)的鎳基耐蝕合金的商業(yè)牌號的統(tǒng)稱。

產(chǎn)品分類 / 用途

00Cr22Ni47Mo7Cu2Nb（Hastelloy G-3）

 

 為了提高 (0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2) 、Hastelloy G 合金的耐晶間腐蝕性能，降低合金中的碳量到≤0.015%,為了降低合金成本將合金中鈮量降到了≤0.5%, 開發(fā)出了（00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb）、 Hastelloy G3合金，其應(yīng)用范圍與Hastelloy G合金基本相同。


一、化學(xué)成分和組織特點


 （00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb）、 Hastelloy G3的化學(xué)成分見表。


表 4-36.jpg


  此合金的組織特點與前述0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2合金基本相同，只是在敏態(tài)合金中所析出的碳化物有顯著減少。


二、耐腐蝕性能


   1. 全面腐蝕


  00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金在一些酸介質(zhì)中的耐蝕性見表2-4-37~表2-4-39。從表2-4-37中結(jié)果可知，含HF的工業(yè)磷酸要比含2000ppm Cl-的工業(yè)磷酸具有更強的腐蝕性；常用于濕法磷酸的 Sanicro 28 (00Cr27Ni31Mo3Cu)合金，其耐蝕性要遠(yuǎn)較00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金為低，G3合金中高鉬量的有效作用是顯而易見的。


表 4-37.jpg


  從表2-4-38所列出的在化學(xué)工業(yè)、動力工業(yè)和紙漿及造紙工業(yè)所遇到的介質(zhì)環(huán)境中的腐蝕試驗結(jié)果中可以看出，在10%HCl;50%H2SO4;85%H3PO4;7%H2SO4+3%HCl+1%FeCl3+1%CuCl2 和 Streicher 試驗中，G3合金的耐蝕性要優(yōu)于G合金，而在30%磷酸中，G3和G合金耐蝕性相近，但在10%硫酸中，G合金的耐蝕性優(yōu)于G3合金。


表 4-38.jpg


  從表2-4-39所進(jìn)行的大量試驗結(jié)果看，除硝酸十鹽酸的腐蝕介質(zhì)外，Inconel 625的耐蝕性優(yōu)于G3合金外，G3合金的耐蝕性多優(yōu)于Inconel 625合金。


表 4-39.jpg


  2. 晶間腐蝕


   中溫敏化（時效）對00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金晶間腐蝕敏感性的影響見表2-4-40和 圖2-4-22?？梢钥闯?，中溫敏化（時效）處理對00Cr22Ni48Mo7Cu2N6的耐蝕性的不利影響要低于0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2(Hastelloy G)合金。這與0Cr22Ni48Mo7Cu2Nb(G3)不僅含鈮，而且含碳量低（≤0.015%)有關(guān)。從表中還可知，871℃時效（敏化）對晶間腐蝕敏感性而言是最敏感的溫度。根據(jù)這一式驗結(jié)果說明焊后G3合金較G合金的熱影響區(qū)具有更佳的耐蝕性。


表 4-40.jpg


圖 4-22.jpg


 3. 點蝕和縫隙腐蝕


  表2-4-41 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金在含氯化物的氧化性介質(zhì)中的耐點蝕性能，可以看出，00C+22Ni48Mo7Cu2Nb合金的臨界點蝕溫度與G 30（00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金相同，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所試驗的其他通用不銹鋼和高鉬不銹鋼以及鐵鎳基耐蝕合金。


表 4-41.jpg


  表 2-4-42 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 和 0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2 兩種合金的縫隙腐蝕性能試驗結(jié)果。兩種合金間沒有明顯差別，但 Hastelloy G3的縫隙腐蝕面積要稍高于 Hastelloy G 合金。


表 4-42.jpg


三、力學(xué)性能


  00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金具有良好的力學(xué)性能，其最低值見表2-4-43。冷拔管材的典型力學(xué)性能見表2-4-44。


表 4-43.jpg


四、冷熱加工和成型性能


  00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合金的冷熱加工和成型性與G合金類似，但熱成型后不需再進(jìn)行熱處理。00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合金冷加工（或冷成型前）需先進(jìn)行固溶處理，以獲得足夠塑性，冷加工過程中要及時進(jìn)行中間退火處理。


五、焊接性能


 Hastelloy G3合金可焊性良好，可采用焊接高鎳耐蝕合金通用的各種方法進(jìn)行焊接。焊后一般不需再進(jìn)行固溶處理。采用SMAW焊接時，可采用G3焊條，采用GSAW焊接時，采用G3焊絲，焊后焊接金屬的耐蝕性與母材基本相當(dāng)。


六、熱處理工藝


  00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 可于1100~1150℃加熱，保溫后快冷處理。


七、物理性能


  表2-4-45 列出了00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金的物理性能。


表 4-45.jpg


八、應(yīng)用


  00Cr22N48Mo7Cu2Nb合金的應(yīng)用基本與G合金相同。由于此合金碳最很低，因此焊后不需再進(jìn)行固溶處理。此合金特別適用于磷酸和硫酸等還原性腐蝕環(huán)境中使用的設(shè)備和各種構(gòu)件，同時也適用于FGD系統(tǒng)中的零部件。目前，深井油氣田開發(fā)所遇到的苛刻腐蝕條件，由于此合金高強度和高耐蝕性的良好匹配，國內(nèi)外此合金已廣泛用于熱酸性油氣井鉆探中所使用的各種管件。