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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定性，多用于航空事業，化學領域等。哈氏合金(Hastelloy alloy)就是美國哈氏合金國際公司所生產的鎳基耐蝕合金的商業牌號的統稱。

產品分類 / 用途

00Cr16Ni66Mo16Ti (Hastelloy C-4)


（00Cr16Ni66Mo16Ti）、NS 335、Hastelloy C-4 合金在20世紀70年代問世，它是在Hastelloy C-276 基礎上進一步降碳、降鐵、去鎢并加入了穩定化元素鈦，從而更加提高了合金的耐晶間腐蝕性，使此合金的組織熱穩定性較前述 Hastelloy C-276更佳，從而為此合金制造需要的焊接和熱成型設備提供了條件。


一、化學成分和組織特點


（00Cr16Ni66Mo16Ti）、NS 335、Hastelloy C-4 合金的化學成分見表3-5-1,此合金的典型控制成分見表3-5-35。它的組織結構與0Cr16Ni60Mo16W4和00Cr16Ni60Mo16W4基本相同，僅是鉻碳化物和金屬間相，例如μ相（Ni,Fe,Co)3(W,Mo,Cr)的數量更少。


常用 鎳-鉻-鉬 耐蝕合金的化學成分.jpg


二、耐腐蝕性能


 1. 全面腐蝕


 0Cr16Ni60Mo16W4 和 00Cr16Ni60Mo16W4 兩種合金的耐蝕性數據均可供00Cr16Ni66Mo16Ti參考使用。由于此合金碳、鐵含量低，碳化物、金屬間相析出數量少，因而在一些介質中耐全面腐蝕性能優于0Cr16Ni60Mo16W4 和00Cr16Ni60Mo16W4 合金，特別是焊后性能表現更加明顯。但是，由于00Cr16Ni66Mo16Ti合金中不含鎢，因此在固溶態耐鹽酸等還原性酸的性能可能有所降低。表3-5-36及圖3-5-22和圖3-5-23系一些腐蝕試驗結果。


表 5-36.jpg


 2. 晶間腐蝕


  圖3-5-24和圖3-5-25系經不同敏化溫度、時間熱處理后，0Cr16Ni60Mo16W4 和 00Cr16Ni60Mo16W4 和00Cr16Ni66Mo16Ti 三種 Ni-Cr-Mo合金耐蝕性和沉淀相析出的敏感性的比較。在圖3-5-25中，不同溫度敏化后00Cr16Ni66Mo16Ti 合金具有最佳的耐蝕性，在三種合金中，它對敏化處理最不敏感；由于沉淀相的析出行為直接與其晶間腐蝕敏感性有關，因此，圖3-5-24表明，三種合金中00Cr16Ni66Mo16Ti合金晶間腐蝕傾向也是最低的。


圖 5-24.jpg



 3. 加速腐蝕試驗


  為了對 00Cr16Ni66Mo16Ti合金進行質量控制，通常采用比實際介質更為苛刻的腐蝕試驗條件來進行加速試驗。目的是確定該材料是否適應工廠的實際使用條件。加速腐蝕試驗方法與00Cr16Ni60Mo16W4相同，系進行鹽酸彎曲試驗和硫酸鐵試驗，其典型結果見表3-5-37。


表 5-37.jpg


四、力學性能


  表3-5-38~表3-5-40系此合金的固溶態、時效態和焊態的力學性能。由表中可知，即使經過時效，00Cr16Ni66Mo16Ti合金的塑性也并未降低。但是，在焊態其塑性則有某種程度的下降。在工程上應用，其塑性仍是足夠的。由于 00Cr16Ni66Mo16Ti 合金時效后沉淀相比 00Cr16Ni60Mo16W4 合金少，因此其固溶和時效的塑性并無明顯差別，見圖 3-5-26。


表 5-38.jpg


圖 5-26.jpg


五、物理性能


  00Cr16Ni66Mo16Ti 合金的物理常數列入表3-5-41。


表 5-41.jpg


六、焊接性能


 由于00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合合金可焊性能好，焊后具有高耐蝕性，因此，與前述兩種Ni-Cr-Mo耐蝕合金相比，此合金更適于在焊接狀態下用于化學工業等工業中。00Cr16Ni66Mo16Ti合金可以采用常用的焊接方法，例如，TIG、MIG、手工電弧焊等進行焊接而無任何困難。當采用埋弧焊時，要注意防止過熱，同時溶劑中不允許含碳或硅。對于耐蝕用途的00Cr16Ni66Mo16Ti合金，不推薦采用乙炔焊。


七、冷熱加工及成型性能


 由于此合金中不含鎢，高溫下變形抗力小，因而較前兩種高鉬、高鎢的Ni-Cr-Mo耐蝕合金易于熱加工，同時冷加工性能亦佳。00Cr16Ni66Mo16Ti合金的冷成型性能，特別是在時效態幾乎與固溶態相差無幾，遠遠優于前述的兩種Ni-Cr-Mo合金。冷成型性的試驗結果見表3-5-42。


表 5-42.jpg


八、熱處理


  除特殊規定外，00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合金均進行固溶處理。只有這樣才能使此合金具有最佳的耐蝕性和最高的塑性。其固溶處理溫度是1040℃,保溫后急冷。


九、應用


  本合金可供應板（薄板、中板）、棒、絲、帶、管材，鍛件和鑄件等冶金產品。主要用于耐鹽酸、硫酸等無機酸，耐甲酸等有機酸，耐氯及含氯的介質，干氯氣，海水等。由于此合金耐晶間腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕的性能良好，因此常用于其他不銹鋼和一些高鎳耐蝕合金無法解決的局部腐蝕問題。此合金可制造耐腐蝕的管道、容器、塔、槽、反應器、熱交換器以及泵、閥等。