哈氏合金管是什么材质,哈氏合金棒

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哈氏合金管是什么材质

发布时间 : 2018-09-10 11:11:10      访问量 : 859次

哈氏合金管是什么材质

哈氏合金是镍基合金的一种,现在首要分为B、C、G三个系列,它首要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属资料等无法运用的强腐蚀性介质场合,在国外已广泛运用于石油、
哈氏合金
化工、环保等诸多范畴。
哈氏合金(Hastelloy alloy)
一.现在首要分为B、C、G三个系列,它首要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属资料等无法运用的强腐蚀性介质场合。
哈氏合金商标
为改进哈氏合金的耐蚀功能和冷、热加工功能,哈氏合金先后进行了三次严重改进,其发展进程如下:
B系列 :B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
C系列 :C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
G系列 :G → G-3(00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)
现在运用最广泛的是第二代资料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。
从1910 年的 STELLITE (钴铬钨)合金开始,耐磨合金就是 HAYNES 的强项, 1900 年又开发出来新的耐腐蚀合金 ULTIMET 。
ULTIMET 合金体现出了独有的归纳功能。像其他的钴基合金相同,该合金对冲突,气蚀,砂浆磨蚀和热蚀磨损具有反抗才能。该合金还具有很好的耐蚀功能,延展功能,而且易于焊接和加工。该合金现已成为许多阀。泵和喷嘴制作的标准资料。
资料的化学成分
Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn P S W V Cu Nb+Ta
N10665 (B-2) 基 ≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03
N10276 (C-276) 基 14.5~16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ 4.5 ≤0.035
N06007 (G-3) 基 21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤1.5 1.5~2.5 ≤0.50
三、力学功能  哈氏合金的力学功能非常杰出,它具有高强度、高耐性的特色,所以在机加工方面有必定的难度,而且其应变硬化倾向极强,当变形率到达15%时,约为18-8不锈钢的两倍。哈氏合金还存在中温敏化区,其敏化倾向随变形率的增加而增大。当温度较高时,哈氏合金易吸收有害元素使它的力学功能和耐腐蚀功能下降。
修改本段资料的力学功能常用哈氏合金  1:Hastelloy B-2alloy(哈氏B-2合金)耐蚀功能  哈氏B-2合金是一种有极低含碳量和含硅量的Ni-Mo合金,它减少了在焊缝及热影响区碳化物和其他相的分出,然后保证即使在焊接状况下也有杰出的耐蚀功能。
哈氏合金
众所周知,哈氏B-2合金在各种复原性介质中具有优秀的耐腐蚀功能,本领常压下任何温度,任何浓度盐酸的腐蚀。在不充气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、高温醋酸、甲酸等有机酸、溴酸以及氯化氢气体中均有优秀的耐蚀功能,一起,它也耐卤族催化剂的腐蚀。因而,哈氏B-2合金一般运用于多种严苛的石油、化工进程,如盐酸的蒸馏,浓缩;乙苯的烷基化和低压羰基组成醋酸等出产工艺进程中。
但在哈氏B-2合金多年的工业运用中发现:(1)哈氏B-2合金存在对立晶间腐蚀功能有恰当大影响的两个敏化区:1200~1300℃的高温区和550~900℃的中温区;(2)哈氏B-2合金的焊缝金属及热影响区因为枝晶偏析,金属间相和碳化物沿晶界分出,使其对晶间腐蚀灵敏性较大;(3)哈氏B-2合金的中温热稳定性较差。当哈氏B-2合金中的铁元素含量降至2%以下时,该合金对β相(即Ni4Mo相,一种有序的金属间化合物)的转变灵敏。当合金在650~750℃温度规模内停留时刻稍长,β相瞬间生成。β相的存在下降了哈氏B-2合金的耐性,使其对应力腐蚀变得灵敏,甚至会形成哈氏B-2合金在原资料出产(如热轧进程中)、设备制作进程中(如哈氏B-2合金设备焊后全体热处理)及哈氏B-2合金设备在执役环境中开裂。如今,我国和世界各国指定的有关哈氏B-2合金抗晶间腐蚀功能的标准实验办法均为常压欢腾盐酸法,鉴定办法为失重法。因为哈氏B-2合金是抗盐酸腐蚀的合金,因而,常压欢腾盐酸法查验哈氏B-2合金的晶间腐蚀倾向恰当不灵敏。国内科研机构用高温盐酸法对哈氏B-2合金进行研究发现:哈氏B-2合金的耐蚀功能不只取决于其化学成分,还取决于其热加工的操控进程。当热加工工艺操控不其时,哈氏B-2合金不只晶粒长大,而且晶间会分呈现高Mo的σ相,此时,哈氏B-2合金的抗晶间腐蚀的功能显着下降,在高温盐酸实验中,粗晶粒板与正常板的晶界浸蚀深度相差约一倍左右。物理功能  密度:9.2g/cm3, 熔点:1330~1380℃,磁导率:(℃,RT)≤1.001化学成分  元素 Ni Cr Fe C Mn Si Cu Mo Co P S
最小 余量 0.4 1.6 26.0
最大 1.0 2.0 0.01 1.0 0.08 0.5 30.0 1.0 0.02 0.010
修改本段制作与热处理加热  关于哈氏B-2合金来说,在加热前和加热进程中外表保持清洁并远离污染物是非常重要的。假如哈氏B-2合金在含有硫、磷、铅或其他低熔点金属污染物的环境下加热,
哈氏合金铸件
则会变脆,这些污染物的来历首要包含符号笔痕迹、温度指示漆、油脂和液体、烟气。此烟气有必要含硫低;例如:天然气和液化石油气含硫量不超越0.1%,城市空气含硫量不超越0.25g/m3,燃料油的含硫量不超越0.5%即为合格。
对加热炉的气体环境要求是中性环境或轻复原性环境,而且不能够在氧化性和复原性之间动摇。炉中的火焰不能够直接冲击哈氏B-2合金。一起要以最快的加热速度把资料加热到要求到达的温度,即要求首先要把加热炉的温度上升到要求温度,再把资料放入炉中加热。热加工  哈氏B-2合金能够在900~1160℃规模内进行热加工,加工往后应该以水淬火。为了保证有最好的耐蚀功能,热加工往后应该退火。冷加工  冷加工的哈氏B-2合金有必要通过固溶处理,因为其具有比奥氏体不锈钢高得多的加工硬化率,所以成形设备要仔细考虑。假如履行了冷成形工艺,那么有必要进行级间退火。冷加工变形量超越15%时,运用前要固溶处理。热处理  固溶热处理温度要操控在1060~1080℃之间,之后进行水冷淬火或资料厚度在1.5mm以上时能够快速空冷以取得最好的耐蚀功能。在任何加热操作进程中,资料的外表清洁均要有预先的防备。哈氏合金资料或设备部件在进行热处理时要注意以下一些问题:为了避免设备部件热处理变形,应选用不锈钢加强环;对装炉温度、加热和冷却时刻应严格操控;装炉前,对热处理件进行预处理,避免发作热裂纹;热处理后,对热处理件100%PT;在热处理进程中如发作热裂纹,通过打磨消除后需补焊者,要选用专门的补焊工艺。除垢  哈氏B-2合金外表的氧化物和焊缝邻近的污点都要以精密的砂轮等打磨洁净。
因为哈氏B-2合金对氧化性介质比较灵敏,因而酸洗进程中会发作较多的含氮元素的气体。机加工  哈氏B-2合金要以退火状况进行机加工,对它的加工硬化要有清醒的认识,例如:相关于标准奥氏体不锈钢要选用较慢的外表切削速度,关于外表的硬化层要选用较大的进刀量,并使刀具处于接连的作业状况。焊接  哈氏B-2合金焊缝金属及热影响区因为易分出β相而导致贫Mo,然后易于发作晶间腐蚀,因而,哈氏B-2合金的焊接工艺应慎重制定,严格操控。一般焊接工艺如下:焊材选用ERNi-Mo7;焊接办法GTAW;操控层间温度不大于120℃;焊丝直径φ2.4、φ3.2;焊接电流90~150A。一起,施焊前,焊丝、被焊接件坡口及相邻部位应进行去污脱脂处理。
哈氏B-2合金热传导系数比钢小得多,如选用单V型坡口,则坡口视点要在70°左右,选用较低的热输入量。通过焊后热处理能够消除剩余应力并改进抗应力腐蚀开裂功能。
2: Hastelloy C-276合金(哈氏C-276合金)耐蚀功能  哈氏C-276合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金。它是现代金属资料中最耐蚀的一种。首要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐,在低温与中温盐酸中均有很好的耐蚀功能。因而,近三十年以来、在严苛的腐蚀环境中,如化工、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业范畴有着恰当广泛的运用。
哈氏C-276合金的各种腐蚀数据是有其典型性的,可是不能用作标准,尤其是在不明环境中,有必要要通过实验才能够选材。哈氏C-276合金中没有满足的Cr来耐强氧化性环境的腐蚀,如热的浓硝酸。这种合金的发作首要是针对化工进程环境,尤其是存在混酸的状况下,如烟气脱硫体系的出料管等。下表是四种合金在不同环境下的腐蚀比照实验状况。(所有焊接试样选用自熔钨极氩弧焊)
修改本段四种金属在不同环境下的腐蚀比照实验  实验环境 (欢腾) 腐蚀率 (毫米/)
典型316 AL-6XN Inconel625 C-276
哈氏合金铸件
根本 金属试样 焊接 试 样 根本 金属 试样 焊接 试 样 根本 金属 试样 根本 金属 试样 焊接 试 样
20%醋酸 0.003 0.003 0.0036 0.0018 0.0076 0.013 0.006
45%蚁酸 0.277 0.262 0.116 0.142 0.13 0.07 0.049
10%草酸 1.02 0.991 0.277 0.274 0.15 0.29 0.259
20%磷酸 0.177 0.155 0.007 0.006 0.001 0.001 0.0006
10%氨基磺酸 1.62 1.58 0.751 0.381 0.12 0.07 0.061
10%硫酸 9.44 9.44 2.14 2.34 0.64 0.35 0.503
10%碳酸氢钠 1.06 1.06 0.609 0.344 0.10 0.07 0.055
哈氏C-276合金能够用作燃煤体系的烟气脱硫部件,在这种环境下C-276是最耐蚀的资料。下表是C-276合金和典型316在烟气模仿体系“绿色逝世”溶液中的腐蚀比照实验状况。
“绿色逝世”溶液中的腐蚀比照实验
“绿色逝世”溶液 (欢腾) 腐蚀率 (mm/a)
典型316 C-276
7%硫酸 损坏 0.67
3%盐酸
1%CuCl2
1%FeCl3
由上表可见,C-276合金对混合的具有氯离子的酸、盐溶液有很好的耐蚀功能。
哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的参加将C-276合金的耐点蚀和缝隙腐蚀的才能大大进步。C-276合金在海水环境中被认为是慵懒的,所以C-276被广泛地运用在海洋、盐水和高氯环境中,甚至在强酸低PH值状况下。下表是四种金属在6%FeCl3(按ASTM标准G-48履行)溶液中发作缝隙腐蚀的比照状况。
修改本段缝隙腐蚀发作状况  合金 缝隙腐蚀发作温度
°F °C
典型316 27 2.5
AL-6XN 113 45
Inconel625 113 45
C-276 140 60
C-276合金中高含量的Ni和Mo使其对氯离子应力腐蚀开裂也有很强的反抗才能,下表是四种金属在不同含氯离子溶液中的应力腐蚀开裂实验状况。
修改本段氯离子应力腐蚀开裂实验状况  实验溶液 曲折U形试样实验时刻(Hours)和实验成果
典型316 AL-6XN Inconel 625 C-276
42%MgCl2(欢腾) 失利(24小时) 兼有(1000小时) 反抗(1000小时) 反抗(1000小时)
33%LiCl(欢腾) 失利(100小时) 反抗(1000小时) 反抗(1000小时)
哈氏合金管
反抗(1000小时)
26%NaCl(欢腾) 失利(300小时) 反抗(1000小时) 反抗(1000小时) 反抗(1000小时)物理功能  密度:8.90g/cm3, 比热:425J/k, 弹性模量:205Gpa(21℃)机械功能  典型的C-276合金的拉力实验成果如下表所示,其资料是在1150℃退火,并以水急冷。
力学功能实验值
温 度 (℃) 屈从强度σ0.2 (Mpa) 抗拉强度σb (Mpa) 延伸率δ5 (%)
-196 565 965 45
-101 480 895 50
21 415 790 50
93 380 725 50
204 345 710 50
316 315 675 55
427 290 655 60
538 270 640 60
对C-276合金进行冷变形加工会使其强度增加。在对其进行冲击实验时,V形槽冲击试样选用10mm厚的板材(板材要通过退火处理),假如试样是选用焊接的试样,则在同样的温度规模,它会显示出必定的柔耐性,这是因为焊缝的原因。板材冲击实验成果如下表所示。
修改本段实验温度(℃) V形槽试样冲击功(J)  -196 245
21 325
200 325
C-276合金和一般奥氏体不锈钢有类似的成形功能。但因为其比一般奥氏体不锈钢的强度要大,所以,在冷成形加工进程中会有更大应力。此外,这种资料的加工硬化速度比一般不锈钢快得多,因而在有广泛冷成形加工进程中,要采纳半途退火处理。
四、焊接及热处理
C-276合金的焊接功能和一般奥氏体不锈钢类似,在运用一种焊接办法对C-276焊接之前,有必要要采纳办法以使焊缝及热影响区的抗腐蚀功能下降最小,如钨极气体维护焊(GTAW)、金属极气体维护焊(GMAW)、埋弧焊或其他一些能够使焊缝及热影响区抗腐蚀功能下降最小的焊接办法。但关于比如氧炔焊等有可能增加资料焊缝及热影响区含碳量或含硅量的焊接办法是不适合选用的。
关于焊接接头方式的挑选,能够参照ASME锅炉与压力容器标准对C-276焊接接头的成功经验。
焊接坡口最好选用机械加工的办法,可是机械加工会带来加工硬化,所以对机械加工的坡口处进行焊接前打磨是必要的。
焊接时要选用适合的热输入速度,以避免热裂纹的发作。
在绝大多数腐蚀环境下,C-276都能以焊接件的方式运用。但在非常严苛的环境中,C-276资料及焊接件要进行固溶热处理以取得最好的抗腐蚀功能。
C-276合金的焊接能够挑选本身作焊接资料或填料金属。如要求在C-276的焊缝中增加某些成分,象其它镍基合金或不锈钢,而且这些焊缝将暴露在腐蚀环境中时,那么,焊接所用的焊条或焊丝则要求有和母材金属耐腐蚀恰当的功能。
哈氏C-276合金资料固溶热处理包含两个进程:(1)在1040℃~1150℃加热;(2)在两分钟之内快速冷却至黑色状况(400℃左右),这样处理后的资料有很好的耐蚀功能。因而仅对哈氏C-276合金进行消应力热处理是无效的。在热处理之前要整理合金外表的油污等可能在热处理进程中发作碳元素的全部尘垢。
C-276合金外表在焊接或热处理时会发作氧化物,使合金中的Cr含量下降,影响耐蚀功能,所以要对其进行外表整理。能够运用不锈钢丝刷或砂轮,接下来浸入恰当份额硝酸和氢氟酸的混合液中酸洗,最后用清水冲洗洁净。
修改本段哈氏合金发展进程  1、哈氏合金来自Hastelloy,始于哈氏B合金,运用于航空器的火箭喷嘴;随后的哈氏C合金在化工工业,石油化工,核能源工业及制药职业得到运用与推行;紧接着的哈氏X合金体现出了极好的耐高温功能,伴随着喷气式飞机工业的急速增加。
2、因为前期的哈氏合金B,哈氏合金C,以及哈氏合金X合金需求焊接后固溶处理,不然,焊接热影响区的耐腐蚀功能会大大下降;所以上述合金现已逐步被改进或不再运用;
3、影响上述资料焊接功能的要害原因在于C,Si含量,因为精粹技术的呈现与进步,哈氏合金焊接方面的问题得以改进,所以呈现许多现在正在推行运用的改进型的哈氏B系列,哈氏C系列合金等,非常惋惜的是许多哈氏合金的出产与推行单位反而将前期的哈氏合金替代后来改进的哈氏合金,不只不下降C,Si含量,反而回到曾经高Si,高C含量上;特殊钢工作的推行任重道远。
4、耐复原性介质的哈氏B系列合金在哈氏B商标的基础上进行改进,改进的侧重点包含极低的C,Si含量改进焊接区域的功能,进一步合金化思路,纯净化钢水思路的运用等,这样哈氏合金B系列呈现哈氏B-2,哈氏B-3,哈氏B-4合金;其间哈氏B-2合金必定程度上处理了焊接区域功能问题;哈氏B-3处理了哈氏B-2简单分出Ni-Mo沉积硬化的缺陷,极大的改进了热加工与冷加工功能。
5、复原性环境运用资料哈氏B系列改进进程中;在氧化复原复合环境中的哈氏C系列合金也在继续改进,其间哈氏C276合金因为更低的C,Si含量而必定程度上改进了焊接区域功能问题,可是依旧不太满意,加上加工功能没能加大改进;而哈氏C22资料较彻底处理了焊接区域的耐腐蚀问题,加工功能问题,更首要是在资料本钱不进步的基础上处理的,所以哈氏C22资料是哈氏C系列中性价比最高的资料,今后必将更大批量的运用;而新近开发的哈氏C2000资料在合金中参加了Cu,这拓宽了哈氏C合金在复原性环境中的腐蚀才能,为更安全的运用,为更高的设备寿命要求,新工艺试制场合供给了可能。


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