哈(ha)(ha)氏合(he)金(jin)是一種(zhong)鎳(nie)基(ji)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕合(he)金(jin),主要分成鎳(nie)-鉻合(he)金(jin)與鎳(nie)鉻鉬合(he)金(jin)兩大類。哈(ha)(ha)氏合(he)金(jin)具有良(liang)好的(de)(de)抗腐(fu)蝕性(xing)和熱穩定(ding)性(xing),多(duo)用于(yu)航空事(shi)業,化學領域等。哈(ha)(ha)氏合(he)金(jin)(Hastelloy alloy)就是美(mei)國(guo)哈(ha)(ha)氏合(he)金(jin)國(guo)際公司所(suo)生產的(de)(de)鎳(nie)基(ji)耐(nai)(nai)蝕合(he)金(jin)的(de)(de)商業牌號的(de)(de)統稱。
(00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金于1982年問世,它是前述幾種高鉬Ni-Cr-Mo合金的改進和發展。考慮到前述二種(Hastelloy C-276和C-4)Ni-Cr-Mo耐蝕合金含鉻量偏低(約16%),而Hastelloy C-4 合金又不含鎢,在一些介質中耐蝕性有所降低,新開發的00Cr21Ni57Mo13W3合金系提高鉻量到約21%,降低鉬量到約13%,加入了適量鎢(約3%),使金鉻、鉬、鎢量達到了平衡。正是由于這些特點,00Cr21Ni57Mo13W3合金的耐蝕性在許多介質中較前述幾種Ni-Cr-Mo(-W)合金更佳。特別是在FeCl3、CuCl2等氧化性介質、濕氯、氧化-還原性酸中更為明顯。與此同時,此合金仍有優良的耐點蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕等性能。由于此合金含碳、硫量均很低,因此,它非常適用于化學工業中耐蝕的焊接設備、容器、管線,而沒有敏化的危險。
一、化(hua)學成分和組織特點
00Cr21Ni57Mo13W3 合金(jin)的化學(xue)成分見表3-5-1,其組織(zhi)特點與(yu)前述幾種可變形Ni-Cr-Mo(-W)合金(jin)基本相同。
二(er)、耐腐蝕性能
1. 全面腐(fu)蝕
表3-5-46和圖3-5-32~圖3-5-35列出了00Cr21Ni57Mo13W3合金在各種介質中的耐蝕性。從表及圖中結果可知,00Cr21Ni57Mo13W3 合金在醋酸、10%FeCl3、甲酸、萃取磷酸、一些濃度的硫酸中具有良好的耐蝕性。而在所試驗的許多介質中不僅耐蝕而且優于 00Cr15Ni60Mo16W4、00Cr16Ni63Mo16Ti 和1Cr21Ni57Mo9Nb4等合金。
2. 點蝕
在非常苛刻的介質中[7%H2SO4+3%HC1+1%(重量)FeCl3+1%(重量)CuCl2]進行 (00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金耐點蝕試驗,結果見表3-5-47。由于試驗介質具有強氧化性,顯然00Cr21Ni57Mo13W3合金不僅具有高的無點蝕溫度,且顯著優于所試驗的其他高鉻、鉬合金。圖3-5-36照片系在進行點蝕試驗后的試片外觀,同樣,C-22合金耐點蝕性最優。
3. 縫隙腐(fu)蝕
在 4% NaCl + 0.1%Fe (SO4)3 + 0.01M HCl 中,(pH=2 ,溶液中氯離子含量 24300 ppm),經過100小時試驗,觀察合金的耐縫隙腐蝕性能,結果見表 3-5-48。顯然,(00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金的耐縫隙腐蝕性能最佳。
4. 應力腐蝕
在20.4% MgCl2中,經一周試驗,00Cr21Ni57Mo13W3合金耐氯化物應力蝕性能良好,見表3-5-49。
三(san)、力學性能
表3-5-50~表3-5-52系(xi) 00Cr21Ni57Mo13W3 合金固(gu)溶態,冷(leng)加工態和冷(leng)加時效態以及焊接(jie)件的力(li)學性能。表3-5-53則系(xi)此合金的缺口沖擊韌性。表3-5-54 系(xi)此合金的硬(ying)度。
四、物理性(xing)能(neng)
表3-5-55列(lie)出(chu)了00Cr21Ni57Mo13W3合金的物(wu)理性能(neng)。
五、焊接性能
(00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合(he)金(jin)可焊(han)性(xing)良好(hao),可采(cai)用(yong)前(qian)述(shu)高鎳鉻鉬(mu)合(he)金(jin)的(de)(de)通用(yong)焊(han)接方法,如GTAW、GMAW、SMAW等進行焊(han)接。GTAW和GMAW可采(cai)用(yong)C-22合(he)金(jin)焊(han)絲ERNiCrMo-10;SMAW可采(cai)用(yong)ENiCrMo-10、UNS W 86022焊(han)條。由于00Cr21Ni57Mo13W3合(he)金(jin)的(de)(de)熱(re)穩定(ding)性(xing)較好(hao),焊(han)后(hou)此(ci)(ci)合(he)金(jin)的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)亦(yi)佳。圖3-5-37所示照(zhao)片(pian)系(xi)此(ci)(ci)合(he)金(jin)的(de)(de)焊(han)接接頭與(yu)Hastelloy C-276(00Cr16Ni60Mo16W4)合(he)金(jin)耐(nai)蝕性(xing)的(de)(de)對比。顯然,00Cr21Ni57Mo13W3合(he)金(jin)(C-22)遠優(you)于Hastelloy C-276。
七、冷熱加(jia)工(gong)及成型(xing)性能
此(ci)合(he)金的(de)(de)冷熱加工(gong)及成(cheng)型(xing)性能與前述(shu)Ni-Cr-Mo(-W)合(he)金相近。冷熱加工(gong)及成(cheng)型(xing)工(gong)藝(yi)可(ke)參照00Cr15Ni60Mo16W4和00Cr16Ni63Mo16Ti的(de)(de)工(gong)藝(yi)。
八、熱處(chu)理
00Cr21Ni57Mo13W3合金在(zai)冷(leng)、熱加工后,其固溶(rong)處理工藝為在(zai)1120℃加熱、保(bao)溫后急冷(leng)。
九、應用
(00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金是一種比較新的(de)耐蝕合金。主要用(yong)于海(hai)水、醋酸、醋酐、氯化和氟(fu)化氫(qing)系統(tong),磷酸和混酸生產用(yong)酸洗設備(bei)、板(ban)式換熱(re)器、SO2冷卻塔等(deng)用(yong)途中,解決全面腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕等(deng)問題。特別適用(yong)于既含有大量氯離子,又(you)含有大量氧化劑(ji)的(de)介質中。