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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、化學成分和組織特點


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


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。可以看出，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，但遠遠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、力學性能


  00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金具有良好的力學性能，其最低值見表2-4-43。冷拔管材的典型力學性能見表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行熱處理。00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合金冷加工（或冷成型前）需先進行固溶處理，以獲得足夠塑性，冷加工過程中要及時進行中間退火處理。


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行焊接。焊后一般不需再進行固溶處理。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。


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。