Hastelloy C-276鎳-鉻-鉬合金
哈氏合金 C-276
發(fā)展歷史
00Cr16Ni60Mo16W4(C-276)合金于1965年問世,1970年后采用爐外精煉工藝(AOD,VOD)進行生產(chǎn),以獲得超低碳(C≤0.02%)和高純度的合金內(nèi)在質(zhì)量。為了降低0Cr16Ni60Mo16W4(Hastelloy C)合金的焊后和熱成型后的晶間腐蝕的敏感性和脆性,克服HastelloyC合金焊后或熱成型后尚需要進行固溶處理的嚴重缺點,除低碳量(C≤0.02%)外,還降低了合金中的硅量到≤0.08%。降低碳量可減少合金中碳化物的析出數(shù)量;降低硅含量可減少合金中金屬間相的沉淀數(shù)量,從而達到提高合金耐晶間腐蝕性能的目的。與此同時,合金的塑、韌性和加工成型性也有極大改善。
化學成分及組織特點
C-276合金的典型控制化學成分見表1,其特點是低碳、低硅。組織特點與HastelloyC合金相同,只是合金中的碳化物、金屬間相的數(shù)量有所減少。
表1 C-276合金的典型控制成分/%
Ni |
Cr |
Mo |
W |
Fe |
Si |
C |
57 |
16 |
16 |
4 |
5 |
0.04 |
0.005 |
C-276特性
C-276耐蝕性能
⑴ 全面腐蝕 一般情況下C-276的耐全面腐蝕性能與HastelloyC相當。
⑵ 局部腐蝕 當在600~1150℃敏化或焊后冷卻時,此合金中仍有二次碳化物和一些金屬間相析出,因而在某些介質(zhì)條件下仍然影響C-276合金在焊接用途的使用。
在5%FeCl3+10%NaCl溶液中,室溫下試驗72小時,C-276合金無論是焊態(tài)、固溶態(tài),還是焊后熱處理態(tài)均無點蝕產(chǎn)生。在一些介質(zhì)中,C-276合金耐點蝕試驗結(jié)果。
在10%FeCl3中進行的縫隙腐蝕試驗的結(jié)果表明,C-276耐縫隙腐蝕性能也是較好的。
⑶ 加速腐蝕試驗 加速腐蝕試驗是為了迅速確定C-276的耐蝕性是否滿足實際工廠腐蝕環(huán)境的需要。加速腐蝕試驗所選用的介質(zhì)一般要較實際使用條件更加苛刻。對Ni-Cr-Mo型耐蝕合金而言,按規(guī)定要進行鹽酸彎曲試驗和硫酸鐵試驗。
鹽酸彎曲試驗系在10%沸騰HCl酸中試驗24h,然后將試樣彎曲180°。焊接試樣則要求垂直于焊縫方向彎曲,且彎曲中部要位于熱影響區(qū)。彎曲后的試樣在放大10倍下觀察有無晶間開裂現(xiàn)象。
硫酸鐵試驗系在50%H2SO4+42g/L Fe2(SO4)3沸騰溶液中試驗24h。若有晶間腐蝕存在,則試樣的腐蝕會加速。對于C-276合金,可允許的最高腐蝕速度為1.02mm/月或12.24mm/a。
C-276加工性能
焊接性能 C-276合金焊接性能好,可以采用通用的焊接方法進行焊接而無特殊困難。而TIG、MIG和手工電弧焊則是最常用的。但當用于耐蝕用途時,不推薦選用乙炔焊方法。焊接過程中要防止熱輸入過大,對于埋弧焊更應特別注意。
冷熱加工及成型性能 C-276合金與Hastelloy C合金的冷熱加工及成型性能相同。
C-276合金可熱鍛、熱軋、熱壓、熱擠壓、熱成型。但與奧氏體不銹鋼相比,它對應變和應變率更為敏感,且熱工作溫度范圍較窄。例如,熱鍛件的推薦始鍛溫度為1232℃(2250℉),推薦終鍛溫度為954℃(1750℉)。適度的變形量和頻繁的加熱可以提供最好的效果。這種合金比大多數(shù)奧氏體不銹鋼更硬,在冷成形過程中需要更多的能量。
此外,與大多數(shù)奧氏體不銹鋼相比,C-276合金更容易硬化,并且可能需要幾個道次的冷作和中間退火。而冷加工通常不影響抗一般腐蝕,以及氯化物引起的點蝕和縫隙攻擊,它可以影響抗應力腐蝕開裂。因此,為了獲得最佳的腐蝕性能,冷加工零件的再退火(在纖維延伸率達到7%或以上的情況下)是很重要的。
熱處理 在沒有特殊規(guī)定和要求的情況下,C-276合金進行固溶處理。即在1121℃下加熱后急冷。在此種狀態(tài)下,C-276合金才具有最佳的耐蝕、力學等綜合性能。
C-276主要應用領域
C-276合金在冶金廠可生產(chǎn)板(包括薄板和中、厚板)、管、絲、帶、棒材以及鍛件和鑄件。
C-276用于化學處理、污染控制、紙漿造紙、工業(yè)和城市垃圾處理以及含硫天然氣回收。
C-276對各種化工工藝介質(zhì)(特別是還原性酸性介質(zhì))的點蝕和縫隙腐蝕、均勻腐蝕和應力腐蝕開裂有較強的耐腐蝕性。因為主要針對還原性介質(zhì)所展現(xiàn)的良好的抗腐蝕性(即使存在鹵素的情況下),該合金已成為主宰化工行業(yè)各類應用的真正主力。在化學加工中,合金用于熱交換器、反應容器、蒸發(fā)器、輸送管和柱等部件。
C-276在空氣污染控制方面的應用包括煙囪襯管、管道、阻尼器、洗滌器、煙道氣體再加熱器、風扇和風扇外殼。
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