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                哈氏合金|Hastelloy

                哈氏合金是一种镍基耐腐蚀合金,主要←分成镍-铬合金与镍铬钼合金两大类。哈氏合金具有良好的抗腐蚀性和热稳定性,多用于航空事业,化学领域等。哈氏合金(Hastelloy alloy)就是美国哈氏合金国际公司所生产的镍基耐蚀合金的商业牌号的统称。

                产品分类 / 用途

                00Cr23Ni59Mo16Cu1.6(Hastelloy C-2000)


                (00Cr23Ni59Mo16Cu1.6)、Hastelloy C-2000 合金 于1995年问世,是Hastelloy C系列合金中最新的一种耐蚀合金。


                  发展00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金的目的是借提高铬量(约23%)以耐氧化性酸(包括含氧和Fe3+等氧化性离子的盐酸)稀硫酸等在内的还原性酸的腐蚀;借加人铜与合金中16%Mo相组合以强化合金的耐还原性酸的性能;加铜并且不含钨以防止由于高铬、高钼量所造成的合∏金热稳定性下降的危害。在镍铬钼系合金中,此合金在既耐氧化性酸又耐还原性酸及其混酸中具有显著的优越性。此合金实◤际上相当于在前述合金59(00Cr23Ni59Mo16)基础上加入了少量铜。


                一、化学成分和组织特点


                (00Cr23Ni59Mo16Cu1.6)、Hastelloy C-2000 合金的化学成分见表。


                常用 镍-铬-钼 耐蚀合金的化学成分.jpg


                  00Cr23Ni59Mo16Cu1.6 合金固溶态同样系具有面心立①方晶体结构的奥氏体组织,而在中温加热(敏化、时效)态,会有碳化物和金属间相析出。研究表明,由于铜的加入,铜会促进μ相的沉淀,因此中温╲加热态00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金中的μ相要较不含铜的合金59(00Cr23Ni59Mo16)稍多。


                二、耐腐蚀性能


                  1. 全面腐蚀


                  图3-5-56~图3-5-61系00Cr23Ni59M016Cu1.6合〖金在硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、氢溴酸、氢氟酸等酸中的等腐蚀图。可以看出,无论在氧化性酸还是在还∩原性酸中,00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金均具有相当宽的耐蚀范围。


                图 5-56.jpg




                  国内在20世纪80年代∑ 的一个偶然机会研究了微量铜对Ni-18Cr-16Mo合金耐 HF酸腐蚀性能的影响,指出即使合金中仅含有☆微量铜(约0.20%Cu),其耐HF酸的性能便会急剧提高,从不耐蚀转变为耐蚀(见图3-5-62).进一步试验〖证实,这是由于合金中铜在表面富集的结果。图3-5-63和图3-5-64 系含铜达1.6%的 Hastelloy C-2000在HF酸中的耐蚀性与 Monel 400、Hastelloy B3和Haynes 244等合金♀的比较,同样可看出铜的有益作用,在所试验的条件下,00Cr23Ni59Mo16Cu1.6的耐氢氟↓酸性能既优于Monel 400,也优于Hastelloy B3和242合金。


                图 5-62.jpg


                  表3-5-76系00Cr23Ni59Mo16Cu1.6 合金与C-276、C-22、686和合金59 等在一些酸介质中的耐蚀性比较。而图3-5-65则系在代表还原性酸介质的93℃,60%H2SO4和代表氧化性酸介质的【∞ASTM G28溶液中C-2000合金与现有C系列合金牌号应用」范围的对比。


                图 5-65.jpg


                  2. 晶间腐蚀


                  表3-5-77 系经 871℃不同时间敏◤化后,在标准ASTM G28A 和 ASTM G28B两种介质条件下,00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金的腐蚀率与其他合金的比较;图3-5-66则系此合金不■同温度经3min敏化后按标准 ASTM G28A 法检验00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金的晶︽界穿透深度并与其他合金的比较。可以︻明显看出,仅在ASTM G28A试验条件下,00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金的耐晶间腐蚀性能才显著优于C-276和C-22、686等合金。


                表 5-77.jpg


                 3. 应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀


                  (00Cr23Ni59Mo16Cu1.6)、Hastelloy C-2000 合金的耐应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能的试验结果◆分别见表3-5-78和图3-5-67、图3-5-68及表3-5-79.从表3-5-78中的结果可知,在沸腾45%MgCl2溶液中,00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金等三种镍基Ni-Cr-Mo合金由于镍高,耐应力腐蚀性能不¤仅远优于不锈钢,而且也优于铁镍基耐蚀合金。从图3-5-67中可知,在Green Death溶液中,00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金的临界点『蚀温度要低于Hastelloy C-22 合金,而稍高于C-276和C-4.从图3-5-68和表3-5-79中可知,在6%FeCl3 溶液中00Cr23Ni59Mo16Cu1.6的临界缝隙腐蚀温度最高,即耐缝隙腐蚀性能最佳;而在10%FeCl3(ASTM G28)溶液中,00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金与所试验的其他合金耐点蚀性能并▓无显著差别,耐缝隙腐蚀温度则仅优于C-22合金。


                表 5-78.jpg


                三、力学性能


                 (00Cr23Ni59Mo16Cu1.6)、Hastelloy C-2000 合金的力学性能▼与 Hastelloy C系列中的其他合金并无显著差别。表3-5-80系此合金的室温力学性能,图3-5-69则系它的高温瞬时强度。






                四、冷、热加工性㊣能


                  00Cr23Ni59Mo16Cu1.6 合金冷、热加工性,成型性等与前述Ni-Cr-Mo型合金,例如 Hastelloy C-276和合金59 没有显著差别。因此,00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金的冷、热加工和成型性都可参阅C-276和合金59的有关数据。


                五、焊接性能


                (00Cr23Ni59Mo16Cu1.6)、Hastelloy C-2000 合金的焊接性与 Hastelloy C-276 合金的焊接性相似,建议采用手工电弧焊(SMAW)、钨∩极氩弧焊(GTAW)和气体保护焊(GMAW),但不推荐用氧乙炔焊和埋弧焊。多层焊接时,层间温度应★≤95℃.当用气体保护焊,保护气体中含氧◣量超过1%时,每道次焊后建议必须对焊缝表面进行适量打磨。






                六、热处理工艺


                  (00Cr23Ni59Mo16Cu1.6)、Hastelloy C-2000 合金同样是采用≡固溶处理,适宜加热温度约1150℃,保温△后水冷,对Ni-Cr-Mo型合金而言,焊后消除应力不能在敏化温度围内进行,为了消除残余应力也必须进行固溶处理。


                七、物理性能


                  00Cr23Ni59Mo16Cu1.6合金的物理性能见表3-5-84。


                表 5-84.jpg


                八、应用


                  此合金既耐氧化性酸又耐还原性酸而且耐应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀等性能也相当优良,其综合性能优于目前应用较广泛的 Hastelloy C-276合金。此合金可用♀于耐硝酸,耐适宜温ξ 度的H2SO4、HCl和含F-、Cl-的混酸中。此合金适于制造各种形式的耐蚀装置和构件,包括塔、槽、反应器、换热器、管线和管件◥以及锻件、泵、阀等。此合金可生产各种冶金产品。