特种材料之哈氏合金说明.doc

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1、哈氏合金(Hastelloyalloy)一、引言哈氏合金是镍基合金的一种，目前要紧分为B、C、G三个系列，它要紧用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合，在国外已广泛应用于石油、化工、环保等诸多领域。其牌号和典型使用场合如下表所示。哈氏合金牌号为改善哈氏合金的耐蚀性能和冷、热加工性能，哈氏合金先后进行了三次重大改进，其进展过程如下：B系列：B→B-2(00Ni70Mo28)→B-3C系列：C→C-276(00Cr16Mo16W4)→C-4(00Cr16Mo16)→C-22(00Cr22Mo1

2、3W3)→C-2000(00Cr20Mo16)116/116G系列：G→G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu）→G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)目前使用最广泛的是第二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。第三代材料N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59)处于推广时期。由于冶金技术的进步，近年来出现了多个牌号的含~6%Mo的所谓“超级不锈钢”，替代了G系列合金，使得G系列合金的生产和使用迅速下降。二

3、、典型哈氏合金化学成分材料的化学成分　NiCrMoFeCSiCoMnPSWVCuNb+TaN10665(B-2)基≤1.026.0~30≤2.0≤0.02≤0.10≤1.0≤1.0≤0.04≤0.03　　　　N10276(C-276)基14.5~16.515.0~17.04.0~7.0≤0.01≤0.08≤2.5≤1.0≤0.04≤0.033.0~4.5≤0.035　　N06007(G-3)基21.0~23.56.0~8.018.0~21≤0.015≤1.0≤5.0≤1.0≤0.04≤0.03≤1.5　1.5~2.5≤0.50三、力

4、学性能哈氏合金的力学性能特不突出，它具有高强度、高韧性的特点，因此在机加工方面有一定的难度，而且其应变硬化倾向极强，当变形率达到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，哈氏合金易汲取有害元素使它的力学性能和耐腐蚀性能下降。材料的力学性能116/116四、常用哈氏合金1：HastelloyB-2alloy(哈氏B-2合金)一、耐蚀性能哈氏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阻碍区碳化物和其他相的析出，从而确保即使在焊接状态下也有良好

5、的耐蚀性能。众所周知，哈氏B-2合金在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能，能耐常压下任何温度，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良的耐蚀性能，同时，它也耐卤族催化剂的腐蚀。因此，哈氏B-2合金通常应用于多种苛刻的石油、化工过程，如盐酸的蒸馏，浓缩；乙苯的烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。但在哈氏B-2合金多年的工业应用中发觉：（1）哈氏B-2合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大阻碍的两个敏化区：1200~1300℃的高温区和550~900℃的中

6、温区；（2）哈氏B-2合金的焊缝金属及热阻碍区由于枝晶偏析，金属间相和碳化物沿晶界析出，使其对晶间腐蚀敏感性较大；（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）的转变敏感。当合金在650~750℃116/116温度范围内停留时刻稍长，β相瞬间生成。β相的存在降低了哈氏B-2合金的韧性，使其对应力腐蚀变得敏感，甚至会造成哈氏B-2合金在原材料生产(如热轧过程中)、设备制造过程中（如哈氏B-2合金设备焊后整体热处理）及哈氏B-2合金设备在服役环

7、境中开裂。现今，我国和世界各国指定的有关哈氏B-2合金抗晶间腐蚀性能的标准试验方法均为常压沸腾盐酸法，评定方法为失重法。由于哈氏B-2合金是抗盐酸腐蚀的合金，因此，常压沸腾盐酸法检验哈氏B-2合金的晶间腐蚀倾向相当不敏感。国内科研机构用高温盐酸法对哈氏B-2合金进行研究发觉：哈氏B-2合金的耐蚀性能不仅取决于其化学成分，还取决于其热加工的操纵过程。当热加工工艺操纵不当时，哈氏B-2合金不仅晶粒长大，而且晶间会析出现高Mo的σ相，现在，哈氏B-2合金的抗晶间腐蚀的性能明显下降，在高温盐酸试验中，粗晶粒板与正常板的晶界浸蚀深度相差约一倍

8、左右。二、物理性能哈氏B-2合金的物理性能如下表所示。密度：9.2g/cm3,熔点：1330~1380℃，磁导率：(℃，RT)≤1.001物理性能温度（℃）比热（J/kg-k）热传导系数（W/m-k）电阻率（μΩcm）弹性模量（Gpa