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                高温合金|Superalloy

                高温合金是指√以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温下抗氧化、耐腐蚀,并能在一定应◢力作用下长期工作的一类金属材料,具有优异的高Ψ温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,又被称为“超合金,”主要应用于航空、航天、舰船、车辆、工业燃机和能∏源领域。

                产品分类 / 用途

                GH 3304(Hastelloy C-276)

                 Hastelloy C-276合金中外牌号: 美国UNS:N10276 ,德国DIN: NiMo16Cr15W  W-Nr: 2.4819  中国GB/T: NS 334  英国BS: NA 17D  化学成分标号:00Cr16Ni60Mo16W4


                 (00Cr16Ni60Mo16W4 )Hastelloy C-276 合金于1965年问世,1970年后采用炉外精炼工艺(AOD,VOD)进行生产,以获得超低碳(C ≤ 0.02% )和高纯度的合金内在质量。为了降低0Cr16Ni60Mo16W4合金的焊后和热成型后晶间腐蚀的敏感性和脆性,克服Hastelloy C合金焊接后或热成型后尚需要进行固溶处理的严重缺点,除降低碳含量(C ≤ 0.02% )外,还降低了合金中的硅含量到≤ 0.08%。降低碳含量可减少合金中的碳化物析出的数量;降低硅含︾量可减少合金中金属间相的沉淀数量,从而达到提高合金耐晶间腐蚀性能的目的。与此同时,合金的塑性、韧性和加工成型也有极大的改善。



                一、化学成分


                   00Cr16Ni60Mo16W4 合金化学成分见下表,其特点是低碳、低硅。


                                                                                            Hastelloy C-276 ( GB NS 334 )合金的化学成分
                元素名称
                      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、耐蚀性能


                  1. 全面腐蚀


                  一般情况0Cr16Ni60Mo16W4的腐蚀数据对00Cr16Ni60Mo16W4也是适用的。表3-5-26和图3-5-16~图3-5-21列出了该合金本№身进行腐蚀试验所取得的结果。显然,00Cr16Ni60Mo16W4合金固溶态的耐蚀特点与0Cr16Ni60Mo16W4完全一致。因此,前述 0Cr16Ni60Mo16W4 合金的耐蚀性结果仍可适用于00Cr16Ni60Mo16W4合金。


                表 3-5-26.jpg

                图 3-5-18.jpg

                图 3-5-20.jpg

                  

                  2. 局部腐蚀


                  试验表明,00Cr16Ni60Mo16W4 合金的晶间腐蚀敏感性远比0Cr16Ni60Mo16W4低。但是,当在600~1150℃敏↑化或焊后冷却时,此合金中仍有二次碳化物和一些金属间相析卐出,因而在某些介质条件下仍然影响00Cr16Ni60Mo16W4 合金在焊接用途的使用。在5%FeCl3+10%NaCl溶液中,室温下试验72h,00Cr16Ni60Mo16W4合金无论是焊态、固溶态,还是焊后热处理态均无点蚀产生。表3-5-27系在一些介质中,00Cr16Ni60Mo16W4 合金耐点蚀试验结果。


                图 3-5-21.jpg


                  在10%FeCl中进行的缝隙腐蚀试验结果标①准,00Cr16Ni60Mo16W4  耐缝隙腐蚀性能也是较好的。


                表 3-5-27.jpg


                 3. 加速腐蚀试验


                   加速腐蚀试验是为了迅速确定 Hastelloy C-276合金的耐蚀性是否满足⊙工厂实际腐蚀环境的需要。加速腐蚀试验所选用的介质一般要较实际使用条件更加苛刻。对镍铬钼〗型耐蚀合金而言,按规定要进行盐酸弯曲试验和硫酸铁试验。


                   盐酸¤弯曲试验系10%沸腾HCI酸中试验24小时,然后将试样弯曲180°。焊接试样则要求垂直于焊缝方向弯曲,且弯曲中部位要位于热影响区。弯曲后的试样在放大10倍下观察有无晶间开裂现象。


                   硫酸铁试验系在50%H2SO4+42g/LFe2(SO4)3沸腾溶液中试验24h。若有晶间腐蚀存在,则试样的腐蚀会加速。对于Hastelloy C-276合金,可允许的最高腐蚀速率为1.02mm/月或12.24mm/a。


                表 3-5-28.jpg


                三、力学性能


                  表 3-5-29 系 00Cr16Ni60Mo16W4 合金的室温和高温瞬时力学性能。表 3-5-30 则系焊接金属的力学ㄨ性能。 表 3-5-31 和 表 3-5-32 分别为不同热处理条件下的低温冲击性能和室温硬度。


                表 3-5-29.jpg

                表 3-5-30.jpg


                四、物理性能


                  00Cr16Ni60Mo16W4 合金的物理性能件下表


                表 3-5-33.jpg


                五、焊接性能


                Hastelloy C-276合金焊接性能々良好,可以采用通用的焊接方法进行焊接无特殊困难。而TIG、MIG和手工电弧焊则是最常用的。但当用于耐蚀用途时,不推荐选用乙炔焊方法。焊接过程中要防止热输入过大,对于埋弧焊更应特别注意。


                六、冷热加工及成型性能


                  0Cr16Ni60Mo16W4合金冷加工并无特殊困难。但是,其热加工则是镍基耐蚀合金中较困难的一种。这并不是由于其热塑性低,而是由于变形抗力大,加工工艺控制要求严格所致。图3-5-14和图3-5-15系国内对0Cr16Ni60Mo16W4合金的热塑性进行试验所取得的结果。显然,电渣重熔冶炼可明显提高此合金的热塑性。合金锻态的热塑性高于铸态。合金的热加工及热成型温度以1000~1200℃为宜。


                七、热处理


                 在没有特殊规定和要求的情况下,Hastelloy C-276合金进行固溶处理,即在1121℃下加热后急冷。在此种状态下,Hastelloy C-276合金才具有最佳的耐蚀、力学综合性能。


                八、应用


                Hastelloy C-276合金在冶金厂可生产板、管、丝、带、棒材以及锻件和铸件。此合金由于在氯化物以及含各种有机酸的硫酸、亚硫酸、磷酸、各种有机酸、高温氟化氢等介质中的良好的耐全面腐蚀和局部腐蚀性能,因此可制造耐这些介质腐蚀的各种容器、管道、阀门、塔、槽等。