哈(ha)(ha)氏(shi)合金(jin)是一種鎳(nie)基耐(nai)腐(fu)蝕(shi)合金(jin),主要分成鎳(nie)-鉻(ge)(ge)合金(jin)與鎳(nie)鉻(ge)(ge)鉬合金(jin)兩大類。哈(ha)(ha)氏(shi)合金(jin)具有良(liang)好的(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性和熱(re)穩定(ding)性,多用(yong)于航(hang)空事業(ye),化學領域(yu)等。哈(ha)(ha)氏(shi)合金(jin)(Hastelloy alloy)就是美國哈(ha)(ha)氏(shi)合金(jin)國際(ji)公司所生(sheng)產的(de)鎳(nie)基耐(nai)蝕(shi)合金(jin)的(de)商業(ye)牌號的(de)統稱。
(00Cr16Ni66Mo16Ti)、NS 335、Hastelloy C-4 合金(jin)在20世紀70年代問世,它是在Hastelloy C-276 基礎上進一步降碳(tan)、降鐵、去鎢(wu)并加(jia)(jia)入了穩(wen)定化元素鈦,從而更加(jia)(jia)提高了合(he)金的耐晶間腐蝕性(xing),使此合(he)金的組織(zhi)熱穩(wen)定性(xing)較(jiao)前述(shu) Hastelloy C-276更佳,從而為此合(he)金制造需要的焊接和熱成型設備提供(gong)了條(tiao)件。
一、化(hua)學成分和組(zu)織特點
(00Cr16Ni66Mo16Ti)、NS 335、Hastelloy C-4 合金的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)見表3-5-1,此(ci)合金的(de)典型控(kong)制(zhi)成(cheng)分(fen)見表3-5-35。它(ta)的(de)組(zu)織結構與0Cr16Ni60Mo16W4和00Cr16Ni60Mo16W4基本相同,僅是鉻碳化(hua)物和金屬間(jian)相,例如μ相(Ni,Fe,Co)3(W,Mo,Cr)的(de)數量更(geng)少。
二(er)、耐腐蝕性能
1. 全面腐蝕
0Cr16Ni60Mo16W4 和 00Cr16Ni60Mo16W4 兩種合(he)金的耐蝕(shi)性數據(ju)均可供00Cr16Ni66Mo16Ti參(can)考(kao)使用。由(you)于此合(he)金碳、鐵含(han)量低,碳化(hua)物、金屬間相(xiang)析(xi)出數量少,因而在一些(xie)介質(zhi)中耐全面腐蝕(shi)性能(neng)優于0Cr16Ni60Mo16W4 和00Cr16Ni60Mo16W4 合(he)金,特(te)別是焊(han)后性能(neng)表現(xian)更加明顯(xian)。但是,由(you)于00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金中不含(han)鎢,因此在固(gu)溶態耐鹽酸(suan)等還原性酸(suan)的性能(neng)可能(neng)有所降(jiang)低。表3-5-36及圖3-5-22和圖3-5-23系一些(xie)腐蝕(shi)試(shi)驗結果。
2. 晶間(jian)腐蝕
圖(tu)3-5-24和(he)圖(tu)3-5-25系經不(bu)同(tong)敏(min)化溫度、時間(jian)熱(re)處理(li)(li)后,0Cr16Ni60Mo16W4 和(he) 00Cr16Ni60Mo16W4 和(he)00Cr16Ni66Mo16Ti 三(san)種 Ni-Cr-Mo合(he)金(jin)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)和(he)沉(chen)淀相析(xi)出的敏(min)感性(xing)的比較。在(zai)圖(tu)3-5-25中,不(bu)同(tong)溫度敏(min)化后00Cr16Ni66Mo16Ti 合(he)金(jin)具有最佳的耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing),在(zai)三(san)種合(he)金(jin)中,它對(dui)敏(min)化處理(li)(li)最不(bu)敏(min)感;由于沉(chen)淀相的析(xi)出行(xing)為直接與其晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)敏(min)感性(xing)有關,因此,圖(tu)3-5-24表明,三(san)種合(he)金(jin)中00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金(jin)晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)傾向(xiang)也是最低的。
3. 加速(su)腐蝕試驗
為(wei)了對 00Cr16Ni66Mo16Ti合金進行(xing)質量(liang)控制,通常采(cai)用比(bi)實際介(jie)質更為(wei)苛刻的腐蝕試驗條(tiao)(tiao)件來(lai)進行(xing)加速試驗。目的是確定該材料是否適(shi)應工廠(chang)的實際使用條(tiao)(tiao)件。加速腐蝕試驗方法與00Cr16Ni60Mo16W4相同(tong),系進行(xing)鹽酸(suan)彎曲試驗和硫酸(suan)鐵試驗,其典型結(jie)果見表3-5-37。
四(si)、力(li)學(xue)性能
表3-5-38~表3-5-40系(xi)此合金的(de)(de)固溶態(tai)(tai)、時(shi)(shi)(shi)效態(tai)(tai)和焊態(tai)(tai)的(de)(de)力學性能。由(you)表中可知,即使經過時(shi)(shi)(shi)效,00Cr16Ni66Mo16Ti合金的(de)(de)塑性也并(bing)未降低。但是,在(zai)(zai)焊態(tai)(tai)其(qi)塑性則有某種程度的(de)(de)下降。在(zai)(zai)工程上應用,其(qi)塑性仍(reng)是足夠的(de)(de)。由(you)于 00Cr16Ni66Mo16Ti 合金時(shi)(shi)(shi)效后沉淀相比 00Cr16Ni60Mo16W4 合金少,因此其(qi)固溶和時(shi)(shi)(shi)效的(de)(de)塑性并(bing)無明顯差別,見圖 3-5-26。
五、物(wu)理性能
00Cr16Ni66Mo16Ti 合金的(de)物理常數列入(ru)表3-5-41。
六、焊(han)接性能(neng)
由于00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合(he)合(he)金可焊(han)(han)(han)(han)性能好,焊(han)(han)(han)(han)后具有(you)高(gao)耐蝕性,因此,與前(qian)述兩種Ni-Cr-Mo耐蝕合(he)金相比,此合(he)金更適于在焊(han)(han)(han)(han)接狀(zhuang)態下用(yong)(yong)(yong)(yong)于化(hua)學工業(ye)等(deng)工業(ye)中。00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金可以采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)常(chang)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接方(fang)法,例如,TIG、MIG、手工電弧焊(han)(han)(han)(han)等(deng)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)(han)接而無任何困難。當采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)埋弧焊(han)(han)(han)(han)時(shi),要注意(yi)防止過熱,同時(shi)溶劑中不允許含碳或硅。對(dui)于耐蝕用(yong)(yong)(yong)(yong)途(tu)的(de)00Cr16Ni66Mo16Ti合(he)金,不推薦采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)乙炔(gui)焊(han)(han)(han)(han)。
七、冷熱加工及成(cheng)型性能
由于(yu)此(ci)合金(jin)中不含鎢,高(gao)(gao)溫下變形抗力小,因而較前兩(liang)種高(gao)(gao)鉬、高(gao)(gao)鎢的(de)(de)Ni-Cr-Mo耐蝕合金(jin)易于(yu)熱加(jia)工,同時冷加(jia)工性能亦(yi)佳。00Cr16Ni66Mo16Ti合金(jin)的(de)(de)冷成型(xing)性能,特(te)別(bie)是(shi)在時效態幾乎(hu)與(yu)固溶(rong)態相差無幾,遠(yuan)遠(yuan)優于(yu)前述(shu)的(de)(de)兩(liang)種Ni-Cr-Mo合金(jin)。冷成型(xing)性的(de)(de)試(shi)驗結果見表(biao)3-5-42。
八(ba)、熱(re)處理
除特殊規定外(wai),00Cr16Ni66Mo16Ti、NS 335、Hastelloy C-4 合金(jin)均進(jin)行(xing)固溶處(chu)理(li)。只有(you)這(zhe)樣才能(neng)使此(ci)合金(jin)具(ju)有(you)最佳的(de)耐蝕性和最高的(de)塑性。其固溶處(chu)理(li)溫度是1040℃,保溫后急(ji)冷(leng)。
九、應用
本合(he)金可供應板(薄板、中(zhong)板)、棒、絲(si)、帶、管材,鍛件(jian)和鑄件(jian)等(deng)冶金產品。主要(yao)用于耐(nai)鹽酸(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)等(deng)無(wu)機酸(suan)(suan),耐(nai)甲酸(suan)(suan)等(deng)有機酸(suan)(suan),耐(nai)氯(lv)及含氯(lv)的(de)(de)介(jie)質,干(gan)氯(lv)氣,海水(shui)等(deng)。由(you)于此(ci)合(he)金耐(nai)晶間腐蝕、點蝕和縫隙(xi)腐蝕的(de)(de)性(xing)能(neng)良好,因此(ci)常用于其他不銹(xiu)鋼(gang)和一些(xie)高鎳耐(nai)蝕合(he)金無(wu)法(fa)解決的(de)(de)局部腐蝕問題。此(ci)合(he)金可制造耐(nai)腐蝕的(de)(de)管道、容器、塔(ta)、槽(cao)、反應器、熱交換器以及泵、閥等(deng)。