
哈氏(shi)合(he)金(jin)是(shi)一(yi)種(zhong)鎳(nie)基(ji)耐腐(fu)蝕(shi)合(he)金(jin),主要分(fen)成鎳(nie)-鉻合(he)金(jin)與鎳(nie)鉻鉬(mu)合(he)金(jin)兩大類(lei)。哈氏(shi)合(he)金(jin)具有良好的抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)和(he)熱穩定性(xing),多(duo)用于航空事業(ye),化學領域等。哈氏(shi)合(he)金(jin)(Hastelloy alloy)就是(shi)美國哈氏(shi)合(he)金(jin)國際公司所(suo)生產的鎳(nie)基(ji)耐蝕(shi)合(he)金(jin)的商(shang)業(ye)牌號的統稱(cheng)。
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合金與前(qian)述鎳鉬耐蝕(shi)合(he)金不同,是一種有優良耐蝕(shi)性且高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)強度、低(di)熱膨脹的沉淀硬化(hua)型耐蝕(shi)、耐熱合(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(hua)學成(cheng)分(fen)和組(zu)織特點
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合金(jin)的(de)化學成分見表3-4-49。從(cong)化學成分中可看出,此合金(jin)與前述(shu)00Mo24Ni60Cr8Fe6 (Hastelloy B10)合金(jin)相較除鎳、鉬、鉻近似(si)外,不僅含鐵量低而且還含有(you)鈷等(deng)元素(su)。
| (00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 化(hua)學成分(fen) | |||||||||||
| 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(ci)合金固(gu)溶態(tai)與鎳鉬(mu)型(xing)耐(nai)蝕合金相同(tong),但時(shi)效后會有Ni2(Mo,Cr)型(xing)金屬(shu)間相在(zai)基體上(shang)沉(chen)淀。由于此(ci)金屬(shu)間相非(fei)常細小,只(zhi)有用電子顯微鏡才能(neng)觀察到(見圖3-4-41中黑色突(tu)出的質點(dian)),此(ci)相是此(ci)合金的強化相。

二、耐腐蝕性(xing)能(neng)
1. 在酸(suan)溶液中
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在各種酸溶液中的試驗(yan)結果見表(biao)3-4-50和表(biao)3-4-51 以及圖3-4-42和圖 3-4-43。


2. 在高溫氟化氫(qing)氣和氯化物熔鹽(yan)中的耐蝕(shi)性
由于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金(jin)的高(gao)鉬(mu)(mu)量并(bing)含有8%Cr,因而在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)HF氣(qi)中(zhong)和高(gao)溫(wen)氟化物熔鹽(KCl-KF-NaF)中(zhong)的耐蝕性較(jiao)其他一些(xie)耐蝕合(he)金(jin)為優。在(zai)(zai)10℃,70%HF 氣(qi)中(zhong)試驗136h后的結果見(jian)表3-4-52。可以看(kan)出,0Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金(jin)的耐蝕性優于含~15%Cr的簡單的鎳(nie)鉻耐蝕合(he)金(jin)Inconel 600 (0Cr15Ni75Fe),也優于高(gao)鉻量而鉬(mu)(mu)量較(jiao)低的鎳(nie)鉻鉬(mu)(mu)型合(he)金(jin) Inconel 625和 Hastelloy C-22。

3. 高(gao)溫抗氮化性
表3-4-53列出了在980℃(流(liu)動的氨(an)中)試驗(yan)168小時后(hou)的合(he)金(jin)的表面氮(dan)化情(qing)況。可以看出,在所試驗(yan)的合(he)金(jin)中,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金(jin)的抗氮(dan)化性是最好的,這主要(yao)是由于(yu)242合(he)金(jin)中的鎳(nie)基和(he)低(di)鉻量。

4. 高溫抗(kang)氧化性
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在≤815℃下具有(you)良好(hao)的抗氧化(hua)性,因此在連續或斷續工(gong)作條件下不需(xu)要采取任何(he)表面防護措施。
采用圖3-4-44 的(de)金(jin)(jin)相法來評定的(de)高溫抗氧化(hua)性(xing)并得到表3-4-54 的(de)結果。可以看出,在所試驗條(tiao)件下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)(jin)的(de)抗氧化(hua)性(xing)要遠比(bi) Hastelloy B合金(jin)(jin)為優,顯然(ran)這(zhe)主要是與242合金(jin)(jin)含有(you)8%Cr且鉬量較低有(you)關。


三、力(li)學性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金的(de)棒材(cai)(和環件)、熱軋(ya)板(ban)、冷(leng)軋(ya)板(ban)材(cai)固溶+650℃時(shi)效48小時(shi)的(de)拉伸性(xing)能(neng)見表(biao)3-4-55~表(biao)3-4-57。表(biao)3-4-58則(ze)系(xi)此(ci)合金冷(leng)軋(ya)板(ban)固溶態、固溶十冷(leng)加(jia)工、固溶十冷(leng)加(jia)工十時(shi)效態的(de)拉伸性(xing)能(neng)。而圖(tu)3-4-45 則(ze)系(xi)此(ci)合金的(de)瞬(shun)時(shi)高溫強度(du)與 Hastelloy B和 Hastelloy C-2000 合金的(de)對比試驗結(jie)果。


表3-4-59指出(chu)了00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)經(jing)(jing)650℃長期加熱后的(de)抗(kang)拉性能和沖擊性能,可(ke)以看出(chu),隨650℃加熱時間(jian)的(de)增長,合金(jin)的(de)強度提高(gao),塑性有所(suo)降(jiang)低,而韌性下降(jiang)最為(wei)明顯,經(jing)(jing)650℃ 8000h加熱后,韌性的(de)損失達(da)60%。

00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金(jin)的(de)(de)高(gao)溫持(chi)久(jiu)性能見圖3-4-46。可以看出,在所試驗的(de)(de)條件下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)的(de)(de)高(gao)溫持(chi)久(jiu)強(qiang)度(du)低于高(gao)溫(熱強(qiang))合金(jin)Inconel 718 (0Cr20Ni53Mo3Nb5AlTi),但(dan)高(gao)于所試驗的(de)(de) Hastelloy B等合金(jin)。
研究表明,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金(jin)時效態(tai)的強度約為固溶態(tai)的兩倍,按此(ci)時效態(tai)的高溫強度性能此(ci)合金(jin)可用到(dao)≤705℃。
四、冷(leng)加(jia)工和成型性
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金固溶(rong)態與 Hastelloy B10相似,具(ju)有良(liang)好(hao)的冷(leng)、熱(re)加(jia)工(gong)(gong)和成型(xing)性。熱(re)加(jia)工(gong)(gong)溫(wen)度(du)(du)可在980~1230℃間的較高溫(wen)度(du)(du)下(xia)進行(xing)。但(dan)若為(wei)了獲得(de)細晶粒結構,熱(re)加(jia)工(gong)(gong)終(zhong)止溫(wen)度(du)(du)可在熱(re)加(jia)工(gong)(gong)溫(wen)度(du)(du)范圍內的下(xia)限(xian)溫(wen)度(du)(du)進行(xing)。由于此合(he)金固溶(rong)態也具(ju)有良(liang)好(hao)的冷(leng)塑性,故也極(ji)易冷(leng)加(jia)工(gong)(gong)。但(dan)無論是(shi)熱(re)加(jia)工(gong)(gong)還是(shi)冷(leng)加(jia)工(gong)(gong)材,在時效前均需先進行(xing)固溶(rong)處(chu)理。
五、熱(re)處理工藝
除有特殊要求外,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金均需進(jin)行最終熱處(chu)(chu)理。熱處(chu)(chu)理工藝為(wei)925~1120℃加熱保(bao)(bao)溫后空冷(leng)或水冷(leng)(高截面尺寸者(zhe))。此(ci)合金固溶(rong)處(chu)(chu)理后的時效溫度為(wei)650℃x24~48小時保(bao)(bao)溫后空冷(leng)。
六(liu)、焊接性能(neng)
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金具有(you)良(liang)好的焊(han)接(jie)性能,合金在(zai)固(gu)(gu)溶(rong)狀態下可采(cai)用(yong)GTAW和GMAW工藝(yi)進行焊(han)接(jie),建議采(cai)用(yong)化(hua)學成分匹配的焊(han)絲。由于埋弧焊(han)和氧(乙)炔焊(han)熱輸入高,不推薦(jian)用(yong)于焊(han)接(jie)此(ci)合金。焊(han)接(jie)時層間溫度(du)要≤95℃.由于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金一(yi)般系在(zai)固(gu)(gu)溶(rong)十(shi)時效態使用(yong),建議焊(han)后時效前要進行固(gu)(gu)溶(rong)處理(li),以獲(huo)得良(liang)好的焊(han)接(jie)接(jie)頭和母(mu)材整體的性能。
七、物(wu)理性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金的物(wu)理性能(neng)見表 3-4-60。

八(ba)、應用
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)合(he)(he)金(jin)(jin)作為高溫(耐(nai)(nai)熱)合(he)(he)金(jin)(jin)使用經固溶(rong)(rong)+時(shi)效(xiao)處理(li)后(hou)可(ke)用于(yu)(yu)航(hang)空和航(hang)天工業中,若作為耐(nai)(nai)蝕合(he)(he)金(jin)(jin)使用則為固溶(rong)(rong)處理(li)態,其用途基(ji)本上與前述00Mo24Ni60Cr8Fe6(Hastelloy B10)合(he)(he)金(jin)(jin)相(xiang)似(si),可(ke)用于(yu)(yu)耐(nai)(nai)氫氟(fu)酸和耐(nai)(nai)氟(fu)化物(wu)熔鹽的環境中。由于(yu)(yu)此合(he)(he)金(jin)(jin)具有的高強度(du),已用于(yu)(yu)既耐(nai)(nai)氟(fu)化物(wu)腐(fu)蝕又要(yao)求高強度(du)的構件,效(xiao)果良好。
