哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)是(shi)一種鎳基耐(nai)腐(fu)蝕(shi)合(he)(he)金(jin),主要分成鎳-鉻合(he)(he)金(jin)與鎳鉻鉬(mu)合(he)(he)金(jin)兩大類。哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)具(ju)有良(liang)好(hao)的(de)抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)和熱穩定性(xing),多用于(yu)航空事業,化學領域等(deng)。哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)(Hastelloy alloy)就是(shi)美(mei)國(guo)哈氏(shi)合(he)(he)金(jin)國(guo)際公(gong)司所(suo)生產(chan)的(de)鎳基耐(nai)蝕(shi)合(he)(he)金(jin)的(de)商業牌號的(de)統(tong)稱。
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合金的化(hua)學成分見表3-4-1。
一、組織特點
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合(he)(he)金(jin)主(zhu)要是為了防止0Mo28Ni65Fe 合(he)(he)金(jin)的(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)和(he)(he)刀(dao)口腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)而發展起來的(de)。從表3-4-1中可知,此合(he)(he)金(jin)與(yu)0Mo28Ni65Fe5 合(he)(he)金(jin)的(de)主(zhu)要區別是化學成分(fen)中碳含(han)量(liang)、硅含(han)量(liang)低(di)(C≤0.02%,Si≤0.10%),鐵含(han)量(liang)從低(di)于(yu)(yu)6%降(jiang)到(dao)低(di)于(yu)(yu)2%.由于(yu)(yu)碳、硅、鐵含(han)量(liang)的(de)變化,雖然(ran)(ran)00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)金(jin)的(de)基(ji)體(ti)組(zu)織與(yu)0Mo28Ni65Fe5 合(he)(he)金(jin)并無(wu)差別,然(ran)(ran)而在合(he)(he)金(jin)基(ji)體(ti)上或沿晶(jing)界的(de)析出相就有了很大(da)的(de)不同(tong)。最明顯(xian)的(de)特點是00Mo28Ni68Fe2合(he)(he)金(jin)的(de)金(jin)屬間(jian)相和(he)(he)碳化物析出相明顯(xian)減少。00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)金(jin)的(de)耐蝕(shi)性(包括(kuo)耐全面腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)和(he)(he)耐晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi))的(de)性能明顯(xian)提(ti)高。
二、耐腐蝕性能
1. 全面腐蝕
前面0Mo28Ni65Fe5 合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)能數據對00Mo28Ni68Fe2 也(ye)均適(shi)用,但00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)性(xing)能比0Mo28Ni65Fe5合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)性(xing)能更好。圖(tu)3-4-22~圖(tu)3-4-31及(ji)表3-4-24~表3-4-26是(shi)針對00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)一些(xie)試(shi)驗(yan)結(jie)果。由這些(xie)圖(tu)表可知,00Mo28Ni68Fe2 合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)耐(nai)鹽酸(suan)、硫酸(suan)、磷(lin)酸(suan)等無機(ji)酸(suan)的(de)(de)性(xing)能特點與(yu)0Mo28Ni65Fe5 合(he)(he)(he)金(jin)基本(ben)相同。但是(shi),耐(nai)蝕性(xing)一般(ban)比0Mo28Ni65Fe5合(he)(he)(he)金(jin)要好,特別是(shi)焊后性(xing)能尤為明顯。在20%沸騰鹽酸(suan)中,即使(shi)00Mo28Ni68Fe2合(he)(he)(he)金(jin)冷加工變形達50%。也(ye)不影響(xiang)它的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)。
2. 晶間腐蝕
由于00Mo28Ni68Fe2 合金(jin)中的(de)碳、硅、鐵含量較低,敏化(hua)態鋼中碳化(hua)物(wu)及一些(xie)金(jin)屬間(jian)相遠(yuan)比0Mo28Ni68Fe5合金(jin)要(yao)少,因此,此合金(jin)的(de)耐晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(包括刀口腐(fu)(fu)蝕)的(de)性能較好。
3. 應(ying)力腐蝕
試驗結(jie)果(guo)(guo)表(biao)(biao)(biao)明,當(dang)(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合金(jin)中殘余Fe≤2%,Cr≤1.0%量(liang)過低(或(huo)趨于零時)與(yu)適(shi)量(liang)控制鐵(tie)、鉻量(liang)的(de)同一合金(jin)相較,中溫時效(xiao)態(相當(dang)于熱成型(xing)或(huo)焊(han)接(jie)態)時,后者(zhe)的(de)耐應力腐蝕性能要比前者(zhe)為好,結(jie)果(guo)(guo)見表(biao)(biao)(biao)3-4-27 和(he)表(biao)(biao)(biao)3-4-28.表(biao)(biao)(biao)3-4-28的(de)結(jie)果(guo)(guo)還表(biao)(biao)(biao)明,鐵(tie)、鉻加以適(shi)量(liang)控制的(de)00Mo28Ni68Fe2 塑性(伸長率)和(he)成型(xing)性也均優(you)于鐵(tie)、鉻量(liang)未加控制的(de)合金(jin)。
三、力學性(xing)能(neng)
表(biao)3-4-29和(he)表(biao)3-4-30列出(chu)(chu)了00Mo28Ni68Fe2合金(jin)室溫(wen)、中(zhong)溫(wen)力學(xue)性(xing)能和(he)不同(tong)溫(wen)度時(shi)效(xiao)后的塑(su)(su)性(xing)。從表(biao)3-4-29的結果可明顯看出(chu)(chu),00Mo28Ni68Fe2 合金(jin)中(zhong)溫(wen)時(shi)效(xiao)態的塑(su)(su)性(xing)降低且隨時(shi)效(xiao)時(shi)間增長而(er)更趨(qu)惡(e)化(hua)。這(zhe)與中(zhong)溫(wen)時(shi)效(xiao)態硬而(er)脆的β相(Ni4Mo)的析出(chu)(chu)有關(guan)。
圖3-4-32指(zhi)出了00Mo28Ni68Fe2合金(jin)(jin)在(zai)標準成分范圍內,合金(jin)(jin)中的(de)Fe+Cr量不同(tong)時(shi)(shi),經中溫時(shi)(shi)效后對合金(jin)(jin)韌性的(de)影響(xiang)。顯然,Fe+Cr量提高可將(jiang)沖擊功為100J的(de)曲線(xian)向右移動,研究表明,這(zhe)與合金(jin)(jin)中的(de)鐵可抑(yi)制β脆性相(xiang)的(de)析出,而鉻也(ye)有類似(si)作用有關。
四(si)、物理性能
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合金的物理(li)性(xing)能(neng)見表3-4-31。
五、焊接性能
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合金(jin)(jin)(jin)具有良好(hao)的焊(han)接性(xing)能(neng),且(qie)由(you)于此(ci)合金(jin)(jin)(jin)中(zhong)碳、硅(gui)、鐵含量均(jun)低,因(yin)而焊(han)后耐(nai)晶間腐蝕、刀口腐蝕性(xing)能(neng)較0Mo28Ni65Fe5為(wei)佳(jia)。當合金(jin)(jin)(jin)中(zhong)鐵、鉻量加(jia)以適量控制(zhi)時,00Mo28Ni68Fe2合金(jin)(jin)(jin)的塑、韌性(xing),耐(nai)蝕性(xing),焊(han)接性(xing)會更加(jia)改(gai)善。因(yin)此(ci),00Mo28Ni68Fe2 合金(jin)(jin)(jin)一般焊(han)后不需(xu)再經(jing)熱(re)處理。此(ci)合金(jin)(jin)(jin)較0Mo28Ni65Fe5 合金(jin)(jin)(jin)更適用于制(zhi)造焊(han)接設備和部件。
六(liu)、冷(leng)、熱加(jia)工及成型性能
基本與0Mo28Ni65Fe5合金(jin)類似(si)。但(dan)是(shi)(shi),當對00Mo28Ni68Fe2 合金(jin)中的鐵、鉻量加以適當控制時,其加工(gong)性(xing)(xing),特別是(shi)(shi)熱成型性(xing)(xing)會有(you)顯(xian)著改善。
七、熱處理工藝
此合金(jin)除特殊說明(ming)的(de)用途外,都(dou)需經1066℃固(gu)溶處理后使用。除合金(jin)中Fe+Cr量(liang)加以控(kong)制(zhi)者(zhe)外,一般不允許在(zai)538~816℃間長期停留和使用。
八、應用(yong)
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合金可(ke)生產板材(cai)(cai)、管(guan)材(cai)(cai)(焊管(guan))、棒材(cai)(cai)、絲(si)材(cai)(cai)、帶材(cai)(cai)和鍛件(jian)。主要用于耐鹽酸(suan)、硫酸(suan)、磷酸(suan)和甲酸(suan)等的管(guan)道、容器(qi)及其襯里、反應塔(ta)和襯里、泵(beng)和閥件(jian)等。對(dui)于要求焊接的條(tiao)件(jian),最好選擇 00Mo28Ni68Fe2 而不(bu)要選用0Mo28Ni65Fe5合金。