哈氏合金|Hastelloy

                    哈氏合金是一种镍基耐腐蚀合金,主要分成镍-铬合金与镍铬钼合金两大类。哈氏合金具有良好的抗腐蚀性和热稳定性,多用于航空事业,化学领域等。哈氏合金(Hastelloy alloy)就是美国哈氏合金国际公司所生产的镍基耐蚀合金的商业牌号的统称。

                    产品分类 / 用途

                    00Cr21Ni57Mo13W3 (Hastelloy C-22)


                    (00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金于1982年问世,它是前述几种高钼Ni-Cr-Mo合金的改进和发展。考虑到前述二种(Hastelloy C-276和C-4)Ni-Cr-Mo耐蚀合金含铬量偏低(约16%),而Hastelloy C-4 合金又不含钨,在一些介质中耐蚀性有所降低,新开发的00Cr21Ni57Mo13W3合金系提高铬量到约21%,降低钼量到约13%,加入了适量钨(约3%),使金铬、钼、钨量达到了平衡。正是由于这些特点,00Cr21Ni57Mo13W3合金的耐蚀性在许多介质中较前述几种Ni-Cr-Mo(-W)合金更佳。特别是在FeCl3、CuCl2等氧化性介质、湿氯、氧化-还原性酸中更为明显。与此同时,此合金仍有优良的耐点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀等性能。由于此合金含碳、硫量均很低,因此,它非常适用于化学工业中耐蚀的焊接设备、容器、管线,而没有敏化的危险。


                    一、化学成分和组织特点


                      00Cr21Ni57Mo13W3 合金的化学成分见表3-5-1,其组织特点与前述几种可变形Ni-Cr-Mo(-W)合金基本相同。


                    常用 镍-铬-钼 耐蚀合金的化学成分.jpg


                    二、耐腐蚀性能


                      1. 全面腐蚀


                      表3-5-46和图3-5-32~图3-5-35列出了00Cr21Ni57Mo13W3合金在各种介质中的耐蚀性。从表及图中结果可知,00Cr21Ni57Mo13W3 合金在醋酸、10%FeCl3、甲酸、萃取磷酸、一些浓度的硫酸中具有良好的耐蚀性。而在所试验的许多介质中不仅耐蚀而且优于 00Cr15Ni60Mo16W4、00Cr16Ni63Mo16Ti 和1Cr21Ni57Mo9Nb4等合金。


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                    图 5-32.jpg

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                      在非常苛刻的介质中[7%H2SO4+3%HC1+1%(重量)FeCl3+1%(重量)CuCl2]进行 (00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金耐点蚀试验,结果见表3-5-47。由于试验介质具有强氧化性,显然00Cr21Ni57Mo13W3合金不仅具有高的无点蚀温度,且显著优于所试验的其他高铬、钼合金。图3-5-36照片系在进行点蚀试验后的试片外观,同样,C-22合金耐点蚀性最优。


                    图 5-36.jpg



                      3. 缝隙腐蚀


                      在 4% NaCl + 0.1%Fe (SO4)3 + 0.01M HCl 中,(pH=2 ,溶液中氯离子含量 24300 ppm),经过100小时试验,观察合金的耐缝隙腐蚀性能,结果见表 3-5-48。显然,(00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金的耐缝隙腐蚀性能最佳。


                    表 5-48.jpg


                      4. 应力腐蚀


                      在20.4% MgCl2中,经一周试验,00Cr21Ni57Mo13W3合金耐氯化物应力蚀性能良好,见表3-5-49。


                    三、力学性能


                      表3-5-50~表3-5-52系 00Cr21Ni57Mo13W3 合金固溶态,冷加工态和冷加时效态以及焊接件的力学性能。表3-5-53则系此合金的缺口冲击韧性。表3-5-54 系此合金的硬度。


                    表 5-50.jpg

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                    四、物理性能


                      表3-5-55列出了00Cr21Ni57Mo13W3合金的物理性能。


                    表 5-55.jpg



                    五、焊接性能


                     (00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金可焊性良好,可采用前述高镍铬钼合金的通用焊接方法,如GTAW、GMAW、SMAW等进行焊接。GTAW和GMAW可采用C-22合金焊丝ERNiCrMo-10;SMAW可采用ENiCrMo-10、UNS W 86022焊条。由于00Cr21Ni57Mo13W3合金的热稳定性较好,焊后此合金的耐蚀性亦佳。图3-5-37所示照片系此合金的焊接接头与Hastelloy C-276(00Cr16Ni60Mo16W4)合金耐蚀性的对比。显然,00Cr21Ni57Mo13W3合金(C-22)远优于Hastelloy C-276。


                    七、冷热加工及成型性能


                      此合金的冷热加工及成型性能与前述Ni-Cr-Mo(-W)合金相近。冷热加工及成型工艺可参照00Cr15Ni60Mo16W4和00Cr16Ni63Mo16Ti的工艺。


                    八、热处理


                      00Cr21Ni57Mo13W3合金在冷、热加工后,其固溶处理工艺为在1120℃加热、保温后急冷。


                    九、应用


                    (00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金是一种比较新的耐蚀合金。主要用于海水、醋酸、醋酐、氯化和氟化氢系统,磷酸和混酸生产用酸洗设备、板式换热器、SO2冷却塔等用途中,解决全面腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等问题。特别适用于既含有大量氯离子,又含有大量氧化剂的介质中。



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