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1、 1南京斯迈柯特种金属装备有限公司南京斯迈柯特种金属装备有限公司 NANJING SME SPECIAL METAL EQUIPMENT CO.,LTD盐酸等还原性介质介质N06059(C-59)N06007(G)N10001(B)N10629(B-4)N10276(C-276)哈氏合金哈氏合金(Hastelloy alloy) 一、引言一、引言 哈氏合金是镍基合金的一种，目前主要分为哈氏合金是镍基合金的一种，目前主要分为 B、C、G 三个系列，它主要用于铁基三个系列，它主要用于铁基Cr-Ni 或或 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
2、、环保等诸多领域。其牌号和典型使用场合如下表所示。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。 哈氏合金牌号哈氏合金牌号 N06455(C-4)N06985(G-3) N06030(G-30)合金牌号N10665(B-2) N10675(B-3)N06022(C-22)主要合金 元素Ni-MoNi-Cr-MoNi-Cr-Fe-Mo典型使用 场合氧化、还原性兼有的混 合磷酸、硫酸、硫酸盐等进，进， 其发其发G 系列系列 ：G G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu） G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu) 料料
3、 N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和和 N06985(G-3)。第三。第三-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59)处于段。于冶术进步，近年出了牌的含处于段。于冶术进步，近年出了牌的含 6%o 的所谓“超级钢替的所谓“超级钢替 Ni Cr Mo Fe C Si CoMnP S W V Cu Nb+Ta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展过程如下：展过程如下： B 系列系列 ：B B-2(00Ni70M
4、o28) B-3 C 系列系列 ：C C-276(00Cr16Mo16W4) C-4(00Cr16Mo16) C-22 (00Cr22Mo13W3) C-2000(00Cr20Mo16) 目前使用最广泛的是第二代材目前使用最广泛的是第二代材代材料代材料 N10675(B推广推广阶阶由由金技金技的的来来现现多个多个号号M不锈不锈” ，” ，代了代了 G 系列合系列合金，金，使得使得 G 系列合系列合金的金的生产生产和使用和使用迅速下迅速下降。降。二、典型哈氏合金化学成分二、典型哈氏合金化学成分材料的材料的化学化学成分成分 N10660 26.030 2.0 0.02 0.10 1.0 1.0 0
5、.04 0.03 5 (B-2) 基 1.N10276 基 14.516.515.0 4.07.0 0.01 0.08 2.5 1.0 0.04 0.03 3.0 0.035 (C-276) 17.0 4.5 N06007 (G-3) 基 21.023.56.0 8.0 18.021 0.015 1.0 5.0 1.0 0.04 0.03 1.5 1.52.5 0.502南京斯迈柯特种金属装备有限公司南京斯迈柯特种金属装备有限公司 NANJING SME SPECIAL METAL EQUIPMENT CO.,LTD三、力学性能三、力学性能 哈氏合金的力学性能非常突出，它具有高强度、高韧性的特
6、点，所以在机加工方面有一定的难度，而且其应变硬化倾向极强，当变形率达到哈氏合金的力学性能非常突出，它具有高强度、高韧性的特点，所以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性能和耐腐蚀性能下降。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性能和耐腐蚀性能下降。 材料的力学性能材料的力学性能 标准厚度(mm)4.7663.b(Mpa)0.2
7、(Mpa)硬度(HRB)5 (%)63.5760690100 100100350 35040% 40%40%合金牌号板材N10665(B-2)ASTM B333-19984.76 5760N10276(C-276) ASTM B575-1999N06007(G-3)ASTM B582-19970.5163.5621100283 24140%四、性能。四、性能。 常用哈氏合金常用哈氏合金 1：Hastelloy B-2 alloy(哈氏哈氏 B-2 合金合金) 一、耐蚀性能一、耐蚀性能 哈氏哈氏 B-2 合金是一种有极低含碳量和含硅量的合金是一种有极低含碳量和含硅量的 Ni-Mo 合金，它减少了
8、在焊缝及热影响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的耐蚀合金，它减少了在焊缝及热影响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的耐蚀众所周知， 哈氏众所周知， 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
9、、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。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。 但在哈氏但在哈氏 B-2 合金多年的工业应用中发现： （合金多年的工业应用中发现： （1）哈氏）哈氏 B-2 合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大影响的两个敏化区：合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大影响的两个敏化区：12001300的高温区和的高温区和 550900的中温区； （的
10、中温区； （2）哈氏）哈氏 B-2 合金的焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析，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； （合金的焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析，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）哈氏 B-2 合金的中温热稳定性较差。当哈氏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合金中的铁元素含量降至 2%以下时，该合金对相（即以下时，该合金对相（即 Ni4Mo 相，一种有序的金属间化合物）的转变敏感。当合金在相，一种有序的金属间化合物）的转变敏感。当合金在 650750温度范围内停留时间稍长，相瞬间生成。相的存在降低了哈氏温度范
11、围内停留时间稍长，相瞬间生成。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 合金在原材料生产合金在原材料生产(如热轧过程中如热轧过程中)、设备制造过程中（如哈氏、设备制造过程中（如哈氏 B-2 合金设备焊后整体热处理）及哈氏合金设备焊后整体热处理）及哈氏 B-2 合金设备在服役环境中开裂。现今，我国和世界各国指定的有关哈氏合金设备在服役环境中开裂。现今，我国和世界各国指定的有关哈氏 B-2 合合3南京斯迈柯特种金属装备有限公司南京斯迈柯特种金属装备有限公司 NANJING SME SPECIAL MET
12、AL EQUIPMENT CO.,LTD，因此，常压沸腾盐酸法检验哈氏，因此，常压沸腾盐酸法检验哈氏 B-2 合金的晶间腐蚀倾相当不敏感。国内科研机构用高温盐酸法对哈氏合金的晶间腐蚀倾相当不敏感。国内科研机构用高温盐酸法对哈氏 B-2 合金进行研究发现：哈氏合金进行研究发现：哈氏 B-2 合取决于其化学成分，还取决于其热加工的控制过程。当热加工工艺控制不晶间会析出现高合取决于其化学成分，还取决于其热加工的控制过程。当热加工工艺控制不晶间会析出现高 Mo 的相，此时，哈氏的相，此时，哈氏B-2 合金的抗的晶界浸蚀深度相差约一倍左右。合金的抗的晶界浸蚀深度相差约一倍左右。 二、物理性能二、物理性能
13、 哈氏哈氏 B-2 合金的物理性能如下表所示。合金的物理性能如下表所示。 密度：密度：/cm3, 熔点：熔点：13301380，磁导率：，磁导率：(T)1.001 物理性能物理性能温度 （） 比热 （J/kg-k） 热传导系数 （W/） 电阻率 （） 弹性模量 （ 室温至膨胀系数（1） 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合金是抗盐酸腐蚀的合金向向金的耐蚀性能不仅金的耐蚀性能不仅当时，哈氏当时，哈氏 B-2 合金不仅晶粒长大，而且合金不仅晶粒长大，而
14、且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9.2g，Rm-kcmGpa）T的热0-6/K0 373 137 218 20 377 11.1 137 217 100 389 12.2 138 213 10.3 200 41 11006 3.438 208 .8 300 423 14.6 139 203 11.1 400 431 16.0 139 197 11.4 500 444 17.3 141 191 11.6 600 456 18.7 146 184 11.8 700 6 17、化学成分、化学成分 化学成分化学成分
15、元素Cu Mo Co P S 三三Ni Cr Fe C Mn Si 最小 0.4 1.6 26.0 最大 余量 .010.5 3021.0 2.0 0 1.0 0.08 .0 1.0 0.0 0.0104南京斯迈柯特种金属装备有限公司南京斯迈柯特种金属装备有限公司 NANJING SME SPECIAL METAL EQUIPMENT CO.,LTD机械机械 B-2的一般机械性能如下列两表所示的一般机械性能如下列两表所示 室温下的最小力学性能值（参考室温下的最小力学性能值（参考 DIN/ASTM 标准）标准）产品形式 尺寸 (mm) 0.2服强度(Mpa) 1.0强度(Mpa)抗拉强度(Mpa
16、) 延伸率 A5 % 布氏硬度 HB 晶粒尺寸（m） 四、四、性能性能哈氏哈氏合金合金% 屈%屈服冷轧板带 5 127 热轧板 565 340 380 755 250 214 棒 745 - 325 370 - 管 40 360 755 3- - ASTM 0 - 760 40 24同 标准351 上 高温下的最小力学性能值高温下的最小力学性能值 0.2%屈服强度（Mpa） 1.0%屈服强度（Mpa） 产品形式 200 300 400 100 200 300 400 100 板 管315 285 270 255 355 325 310 295 棒 300 275 255 240 340 315 300 285 五、造与热处理五、造与热处
