哈(ha)(ha)氏合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)是一種(zhong)鎳(nie)基耐腐蝕合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin),主要(yao)分(fen)成鎳(nie)-鉻(ge)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)與鎳(nie)鉻(ge)鉬(mu)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)兩大類。哈(ha)(ha)氏合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)具有良好的抗(kang)腐蝕性(xing)和(he)熱穩定性(xing),多用于航空事(shi)業(ye),化學領域等。哈(ha)(ha)氏合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(Hastelloy alloy)就是美(mei)國哈(ha)(ha)氏合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)國際公司(si)所生產的鎳(nie)基耐蝕合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的商(shang)業(ye)牌號的統稱(cheng)。
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合金與前述鎳鉬耐(nai)蝕合(he)金不同,是(shi)一種有優良耐(nai)蝕性且高溫高強度(du)、低熱膨脹的(de)沉淀硬化型耐(nai)蝕、耐(nai)熱合(he)金。
此合金在時效態(這是與固溶態使用的前述各種鎳鉬合金,包括成分相近的Hastelloy B10合金最主要的差別)其室溫到650℃的強度約為固溶態 Hastelloy B和 Hastelloy C-276的2~3倍。在H2SO4、HCl、HF、H3PO4等酸中以及氟化物熔鹽中均具有良好耐蝕性。
一、化學成分和(he)組織特(te)點
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合(he)金的化(hua)學成分見表3-4-49。從化(hua)學成分中(zhong)可(ke)看出(chu),此合(he)金與前述(shu)00Mo24Ni60Cr8Fe6 (Hastelloy B10)合(he)金相較除鎳(nie)、鉬、鉻近(jin)似外,不僅含鐵(tie)量低而且還含有鈷等(deng)元素。
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 化學成分 | |||||||||||
合金名稱 | Ni | Mo | Cr | Fe | Co | Mn | Si | Al | C | B | Cu |
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2) Haynes 242 | 65 | 24~28 | 7.0~9.0 | ≤2.00 | ≤2.5 | ≤0.8 | ≤0.8 | ≤0.5 | ≤0.03 | ≤0.006 | ≤0.5 |
此合金固溶(rong)態與鎳鉬型(xing)耐蝕合金相(xiang)同,但(dan)時效后(hou)會有Ni2(Mo,Cr)型(xing)金屬間(jian)相(xiang)在基體上沉淀(dian)。由(you)于此金屬間(jian)相(xiang)非常細小(xiao),只有用電(dian)子顯(xian)微鏡才能觀察到(dao)(見圖3-4-41中黑色突出的質點),此相(xiang)是此合金的強化相(xiang)。
二、耐腐蝕性能(neng)
1. 在酸(suan)溶液(ye)中
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在各種酸溶液中的試驗結果見表3-4-50和表3-4-51 以及圖3-4-42和圖 3-4-43。
2. 在高(gao)溫氟化氫氣(qi)和氯(lv)化物熔(rong)鹽中(zhong)的(de)耐蝕性
由于(yu)00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)(he)金(jin)的(de)(de)高(gao)鉬(mu)量并含(han)有8%Cr,因而(er)在(zai)高(gao)溫HF氣(qi)中(zhong)和(he)高(gao)溫氟化物(wu)熔鹽(KCl-KF-NaF)中(zhong)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性較其(qi)他一些耐蝕(shi)(shi)合(he)(he)金(jin)為優(you)。在(zai)10℃,70%HF 氣(qi)中(zhong)試驗136h后的(de)(de)結果見表3-4-52。可以看出,0Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)(he)金(jin)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性優(you)于(yu)含(han)~15%Cr的(de)(de)簡(jian)單的(de)(de)鎳(nie)(nie)鉻耐蝕(shi)(shi)合(he)(he)金(jin)Inconel 600 (0Cr15Ni75Fe),也優(you)于(yu)高(gao)鉻量而(er)鉬(mu)量較低(di)的(de)(de)鎳(nie)(nie)鉻鉬(mu)型合(he)(he)金(jin) Inconel 625和(he) Hastelloy C-22。
3. 高(gao)溫抗氮化性(xing)
表3-4-53列出了在(zai)980℃(流動的(de)(de)(de)氨(an)中(zhong))試驗168小時后的(de)(de)(de)合(he)金的(de)(de)(de)表面(mian)氮化情況。可以看出,在(zai)所試驗的(de)(de)(de)合(he)金中(zhong),00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金的(de)(de)(de)抗氮化性是最(zui)好的(de)(de)(de),這主(zhu)要是由(you)于(yu)242合(he)金中(zhong)的(de)(de)(de)鎳基和低(di)鉻量。
4. 高溫抗氧化性
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)在≤815℃下具有(you)良(liang)好的(de)抗(kang)氧化性,因此在連(lian)續或斷續工作條件下不需要采取任(ren)何表(biao)面防(fang)護措(cuo)施。
采用圖3-4-44 的金相法(fa)來評定的高溫抗氧化性(xing)并得到表3-4-54 的結果。可以看出(chu),在所試驗條件下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金的抗氧化性(xing)要遠比 Hastelloy B合金為優,顯然這主要是(shi)與(yu)242合金含(han)有8%Cr且鉬量較低有關。
三(san)、力(li)學(xue)性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)的(de)(de)棒(bang)材(cai)(和環件(jian))、熱軋板、冷(leng)軋板材(cai)固(gu)溶+650℃時效48小(xiao)時的(de)(de)拉(la)伸性能見表(biao)3-4-55~表(biao)3-4-57。表(biao)3-4-58則系此合金(jin)冷(leng)軋板固(gu)溶態(tai)、固(gu)溶十冷(leng)加工、固(gu)溶十冷(leng)加工十時效態(tai)的(de)(de)拉(la)伸性能。而圖3-4-45 則系此合金(jin)的(de)(de)瞬(shun)時高(gao)溫(wen)強度與(yu) Hastelloy B和 Hastelloy C-2000 合金(jin)的(de)(de)對比試驗結(jie)果。
表(biao)3-4-59指出了00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金經(jing)650℃長期加熱(re)后的(de)(de)抗拉(la)性能和(he)沖(chong)擊性能,可以看出,隨650℃加熱(re)時間的(de)(de)增長,合(he)金的(de)(de)強度提高,塑(su)性有(you)所降低,而韌(ren)性下降最為明顯,經(jing)650℃ 8000h加熱(re)后,韌(ren)性的(de)(de)損失達60%。
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)(he)金的高(gao)(gao)溫(wen)持久(jiu)性能見圖3-4-46。可以看出,在所試(shi)驗的條件下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)(he)金的高(gao)(gao)溫(wen)持久(jiu)強(qiang)度低于高(gao)(gao)溫(wen)(熱強(qiang))合(he)(he)金Inconel 718 (0Cr20Ni53Mo3Nb5AlTi),但高(gao)(gao)于所試(shi)驗的 Hastelloy B等(deng)合(he)(he)金。
研究(jiu)表明,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)時效(xiao)態(tai)的(de)強度(du)約(yue)為固溶(rong)態(tai)的(de)兩(liang)倍(bei),按此時效(xiao)態(tai)的(de)高(gao)溫強度(du)性能此合金(jin)可(ke)用(yong)到(dao)≤705℃。
四(si)、冷(leng)加(jia)工和成型性
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金固溶態與 Hastelloy B10相(xiang)似,具(ju)有良好的冷(leng)、熱(re)加(jia)工(gong)(gong)和(he)成型性(xing)。熱(re)加(jia)工(gong)(gong)溫(wen)(wen)度(du)可在980~1230℃間(jian)的較高溫(wen)(wen)度(du)下進行(xing)。但(dan)若為了獲得細晶粒結構,熱(re)加(jia)工(gong)(gong)終止溫(wen)(wen)度(du)可在熱(re)加(jia)工(gong)(gong)溫(wen)(wen)度(du)范圍內的下限溫(wen)(wen)度(du)進行(xing)。由于此合金固溶態也(ye)具(ju)有良好的冷(leng)塑性(xing),故也(ye)極易冷(leng)加(jia)工(gong)(gong)。但(dan)無論是熱(re)加(jia)工(gong)(gong)還是冷(leng)加(jia)工(gong)(gong)材,在時效前均需先(xian)進行(xing)固溶處理(li)。
五、熱處理工(gong)藝
除有特殊要求外,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)均需進行最(zui)終熱處(chu)理(li)。熱處(chu)理(li)工藝為925~1120℃加熱保(bao)溫(wen)(wen)后空冷或水冷(高截面尺(chi)寸者)。此合金(jin)固(gu)溶處(chu)理(li)后的時效溫(wen)(wen)度為650℃x24~48小(xiao)時保(bao)溫(wen)(wen)后空冷。
六、焊接性(xing)能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金(jin)具有良(liang)好的(de)焊(han)(han)接(jie)性能,合(he)金(jin)在固(gu)溶狀態下可采用(yong)GTAW和(he)GMAW工藝進行焊(han)(han)接(jie),建(jian)議(yi)采用(yong)化(hua)學成分匹配的(de)焊(han)(han)絲(si)。由(you)于(yu)埋弧焊(han)(han)和(he)氧(乙)炔焊(han)(han)熱輸入高,不(bu)推薦用(yong)于(yu)焊(han)(han)接(jie)此合(he)金(jin)。焊(han)(han)接(jie)時層間溫度要≤95℃.由(you)于(yu)00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金(jin)一(yi)般系(xi)在固(gu)溶十時效態使用(yong),建(jian)議(yi)焊(han)(han)后時效前要進行固(gu)溶處理,以獲得良(liang)好的(de)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)和(he)母材整體(ti)的(de)性能。
七、物理性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金的物理性(xing)能見表 3-4-60。
八、應用
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)合(he)金(jin)(jin)(jin)作為(wei)高(gao)溫(耐(nai)(nai)熱)合(he)金(jin)(jin)(jin)使用經固溶(rong)+時效處理后可(ke)用于航(hang)空和航(hang)天工業中,若作為(wei)耐(nai)(nai)蝕(shi)合(he)金(jin)(jin)(jin)使用則為(wei)固溶(rong)處理態,其用途基本(ben)上與前述00Mo24Ni60Cr8Fe6(Hastelloy B10)合(he)金(jin)(jin)(jin)相似,可(ke)用于耐(nai)(nai)氫氟(fu)酸和耐(nai)(nai)氟(fu)化物熔鹽的環境(jing)中。由于此合(he)金(jin)(jin)(jin)具(ju)有的高(gao)強(qiang)(qiang)度(du),已用于既耐(nai)(nai)氟(fu)化物腐蝕(shi)又要求高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的構件,效果(guo)良(liang)好。