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哈氏合金|Hastelloy

哈氏合金是一種鎳基耐腐蝕合金,主要分成鎳-鉻合金與鎳鉻鉬合金兩大類。哈氏合金具有良好的抗腐蝕性和熱穩定性,多用于航空事業,化學領域等。哈氏合金(Hastelloy alloy)就是美國哈氏合金國際公司所生產的鎳基耐蝕合金的商業牌號的統稱。

產品分類 / 用途

00Cr21Ni57Mo13W3 (Hastelloy C-22)


(00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金于1982年問世,它是前述幾種高鉬Ni-Cr-Mo合金的改進和發展??紤]到前述二種(Hastelloy C-276和C-4)Ni-Cr-Mo耐蝕合金含鉻量偏低(約16%),而Hastelloy C-4 合金又不含鎢,在一些介質中耐蝕性有所降低,新開發的00Cr21Ni57Mo13W3合金系提高鉻量到約21%,降低鉬量到約13%,加入了適量鎢(約3%),使金鉻、鉬、鎢量達到了平衡。正是由于這些特點,00Cr21Ni57Mo13W3合金的耐蝕性在許多介質中較前述幾種Ni-Cr-Mo(-W)合金更佳。特別是在FeCl3、CuCl2等氧化性介質、濕氯、氧化-還原性酸中更為明顯。與此同時,此合金仍有優良的耐點蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕等性能。由于此合金含碳、硫量均很低,因此,它非常適用于化學工業中耐蝕的焊接設備、容器、管線,而沒有敏化的危險。


一、化學成分和組織特點


  00Cr21Ni57Mo13W3 合金的化學成分見表3-5-1,其組織特點與前述幾種可變形Ni-Cr-Mo(-W)合金基本相同。


常用 鎳-鉻-鉬 耐蝕合金的化學成分.jpg


二、耐腐蝕性能


  1. 全面腐蝕


  表3-5-46和圖3-5-32~圖3-5-35列出了00Cr21Ni57Mo13W3合金在各種介質中的耐蝕性。從表及圖中結果可知,00Cr21Ni57Mo13W3 合金在醋酸、10%FeCl3、甲酸、萃取磷酸、一些濃度的硫酸中具有良好的耐蝕性。而在所試驗的許多介質中不僅耐蝕而且優于 00Cr15Ni60Mo16W4、00Cr16Ni63Mo16Ti 和1Cr21Ni57Mo9Nb4等合金。


表 5-46.jpg

表-5-46.1.jpg

圖 5-32.jpg

圖 5-35.jpg


  2. 點蝕


  在非??量痰慕橘|中[7%H2SO4+3%HC1+1%(重量)FeCl3+1%(重量)CuCl2]進行 (00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金耐點蝕試驗,結果見表3-5-47。由于試驗介質具有強氧化性,顯然00Cr21Ni57Mo13W3合金不僅具有高的無點蝕溫度,且顯著優于所試驗的其他高鉻、鉬合金。圖3-5-36照片系在進行點蝕試驗后的試片外觀,同樣,C-22合金耐點蝕性最優。


圖 5-36.jpg



  3. 縫隙腐蝕


  在 4% NaCl + 0.1%Fe (SO4)3 + 0.01M HCl 中,(pH=2 ,溶液中氯離子含量 24300 ppm),經過100小時試驗,觀察合金的耐縫隙腐蝕性能,結果見表 3-5-48。顯然,(00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金的耐縫隙腐蝕性能最佳。


表 5-48.jpg


  4. 應力腐蝕


  在20.4% MgCl2中,經一周試驗,00Cr21Ni57Mo13W3合金耐氯化物應力蝕性能良好,見表3-5-49。


三、力學性能


  表3-5-50~表3-5-52系 00Cr21Ni57Mo13W3 合金固溶態,冷加工態和冷加時效態以及焊接件的力學性能。表3-5-53則系此合金的缺口沖擊韌性。表3-5-54 系此合金的硬度。


表 5-50.jpg

表 5-52.jpg

表 5-53.jpg


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,可采用前述高鎳鉻鉬合金的通用焊接方法,如GTAW、GMAW、SMAW等進行焊接。GTAW和GMAW可采用C-22合金焊絲ERNiCrMo-10;SMAW可采用ENiCrMo-10、UNS W 86022焊條。由于00Cr21Ni57Mo13W3合金的熱穩定性較好,焊后此合金的耐蝕性亦佳。圖3-5-37所示照片系此合金的焊接接頭與Hastelloy C-276(00Cr16Ni60Mo16W4)合金耐蝕性的對比。顯然,00Cr21Ni57Mo13W3合金(C-22)遠優于Hastelloy C-276。


七、冷熱加工及成型性能


  此合金的冷熱加工及成型性能與前述Ni-Cr-Mo(-W)合金相近。冷熱加工及成型工藝可參照00Cr15Ni60Mo16W4和00Cr16Ni63Mo16Ti的工藝。


八、熱處理


  00Cr21Ni57Mo13W3合金在冷、熱加工后,其固溶處理工藝為在1120℃加熱、保溫后急冷。


九、應用


(00Cr21Ni57Mo13W3)Hastelloy C-22 合金是一種比較新的耐蝕合金。主要用于海水、醋酸、醋酐、氯化和氟化氫系統,磷酸和混酸生產用酸洗設備、板式換熱器、SO2冷卻塔等用途中,解決全面腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕等問題。特別適用于既含有大量氯離子,又含有大量氧化劑的介質中。



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