哈氏(shi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)是(shi)一種鎳基耐腐(fu)蝕(shi)(shi)合金(jin)(jin)(jin)(jin),主要分成鎳-鉻(ge)合金(jin)(jin)(jin)(jin)與鎳鉻(ge)鉬(mu)合金(jin)(jin)(jin)(jin)兩大類。哈氏(shi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)具有良好的(de)(de)抗腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)和(he)熱穩定性(xing),多用于航空事業,化學領域(yu)等。哈氏(shi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就是(shi)美國哈氏(shi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)國際公(gong)司所生(sheng)產的(de)(de)鎳基耐蝕(shi)(shi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)商業牌(pai)號的(de)(de)統稱。
為了提高 (0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2) 、Hastelloy G 合金(jin)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%, 開發出了(00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb)、 Hastelloy G3合金,其應用范圍與Hastelloy G合金基本相同。
一、化學成分和組織特點
(00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb)、 Hastelloy G3的(de)化學(xue)成分見表。
此合金的(de)組織特點與前述0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2合金基本相(xiang)同,只是在敏(min)態合金中所析出的(de)碳(tan)化物有顯著(zhu)減少(shao)。
二、耐腐(fu)蝕性能
1. 全面腐蝕
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金在一些酸介質中的耐蝕性見表2-4-37~表2-4-39。從表2-4-37中結果可知,含HF的工業磷酸要比含2000ppm Cl-的工業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。
從表2-4-38所列出的在化學工業、動力工業和紙漿及造紙工業所遇到的介質環境中的腐蝕試驗結果中可以看出,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合金的耐蝕性優于G3合金。
從表2-4-39所進行的(de)大量試驗結果看,除硝酸十鹽酸的(de)腐蝕介質外(wai)(wai),Inconel 625的(de)耐蝕性(xing)(xing)優于G3合金(jin)外(wai)(wai),G3合金(jin)的(de)耐蝕性(xing)(xing)多優于Inconel 625合金(jin)。
2. 晶間腐蝕
中溫(wen)敏(min)(min)化(時效(xiao))對00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金(jin)(jin)晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)敏(min)(min)感性(xing)(xing)的(de)影響(xiang)見表(biao)2-4-40和(he) 圖2-4-22。可(ke)以看出(chu),中溫(wen)敏(min)(min)化(時效(xiao))處理對00Cr22Ni48Mo7Cu2N6的(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)的(de)不(bu)利影響(xiang)要低(di)于0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2(Hastelloy G)合金(jin)(jin)。這(zhe)與(yu)0Cr22Ni48Mo7Cu2Nb(G3)不(bu)僅含鈮,而且含碳(tan)量低(di)(≤0.015%)有關。從(cong)表(biao)中還(huan)可(ke)知,871℃時效(xiao)(敏(min)(min)化)對晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)敏(min)(min)感性(xing)(xing)而言是最(zui)敏(min)(min)感的(de)溫(wen)度。根據這(zhe)一式驗結果(guo)說(shuo)明焊后G3合金(jin)(jin)較G合金(jin)(jin)的(de)熱影響(xiang)區具有更佳的(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)。
3. 點(dian)蝕和縫隙腐蝕
表(biao)2-4-41 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金在含氯化物的氧化性介質中(zhong)的耐點(dian)蝕性能,可(ke)以(yi)(yi)看出,00C+22Ni48Mo7Cu2Nb合金的臨界點(dian)蝕溫度(du)與G 30(00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金相同,但(dan)遠遠高于所試驗的其他通用(yong)不銹鋼和高鉬不銹鋼以(yi)(yi)及鐵(tie)鎳(nie)基耐蝕合金。
表 2-4-42 系 00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 和 0Cr22Ni47M06.5Cu2Nb2 兩(liang)(liang)種合(he)(he)金的縫隙(xi)腐蝕性能(neng)試驗結果。兩(liang)(liang)種合(he)(he)金間沒有明顯(xian)差別,但 Hastelloy G3的縫隙(xi)腐蝕面積要(yao)稍高于(yu) Hastelloy G 合(he)(he)金。
三、力學性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金具有(you)良(liang)好的(de)力學性能(neng),其(qi)最低值見表(biao)2-4-43。冷拔管(guan)材的(de)典型力學性能(neng)見表(biao)2-4-44。
四、冷熱加工(gong)和成(cheng)型性能
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合(he)金的(de)冷(leng)熱(re)(re)加工和成(cheng)(cheng)型性與G合(he)金類似,但熱(re)(re)成(cheng)(cheng)型后不需再進(jin)行(xing)熱(re)(re)處理(li)。00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 合(he)金冷(leng)加工(或冷(leng)成(cheng)(cheng)型前(qian))需先進(jin)行(xing)固溶處理(li),以獲得足夠塑性,冷(leng)加工過程中要及時(shi)進(jin)行(xing)中間退火處理(li)。
五、焊(han)接性能(neng)
Hastelloy G3合金(jin)可焊性良好,可采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)用(yong)焊接(jie)(jie)高鎳耐蝕合金(jin)通用(yong)的各種方法(fa)進行(xing)焊接(jie)(jie)。焊后一(yi)般不需再進行(xing)固溶處理。采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)用(yong)SMAW焊接(jie)(jie)時,可采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)用(yong)G3焊條,采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)用(yong)GSAW焊接(jie)(jie)時,采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)用(yong)G3焊絲,焊后焊接(jie)(jie)金(jin)屬的耐蝕性與母材基本相當(dang)。
六(liu)、熱處理工藝
00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 可于1100~1150℃加熱,保溫后快冷處(chu)理。
七、物理性能
表2-4-45 列出了(le)00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金的物理性(xing)能(neng)。
八、應用
00Cr22N48Mo7Cu2Nb合(he)金(jin)的(de)(de)應用(yong)基(ji)本與G合(he)金(jin)相同。由于(yu)此合(he)金(jin)碳最(zui)很低,因此焊后不(bu)需再進行固(gu)溶(rong)處理。此合(he)金(jin)特別適用(yong)于(yu)磷酸和硫(liu)酸等還原性(xing)(xing)腐(fu)蝕(shi)環境中(zhong)使用(yong)的(de)(de)設備和各(ge)種(zhong)(zhong)構件,同時(shi)也(ye)適用(yong)于(yu)FGD系統中(zhong)的(de)(de)零部件。目前(qian),深井油(you)(you)氣(qi)(qi)田開發所(suo)遇到的(de)(de)苛刻腐(fu)蝕(shi)條(tiao)件,由于(yu)此合(he)金(jin)高(gao)強度(du)和高(gao)耐蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)良(liang)好匹配,國(guo)內(nei)外(wai)此合(he)金(jin)已廣泛(fan)用(yong)于(yu)熱酸性(xing)(xing)油(you)(you)氣(qi)(qi)井鉆探中(zhong)所(suo)使用(yong)的(de)(de)各(ge)種(zhong)(zhong)管件。