
高(gao)溫合金是指以鐵、鎳、鈷為(wei)基,能(neng)在600℃以上的(de)高(gao)溫下抗氧化(hua)(hua)、耐腐(fu)蝕(shi),并(bing)能(neng)在一定應(ying)力(li)作用下長期工作的(de)一類金屬材料,具有優異的(de)高(gao)溫強度,良好的(de)抗氧化(hua)(hua)和抗熱腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng),良好的(de)疲勞性(xing)能(neng)、斷裂韌性(xing)等綜合性(xing)能(neng),又被稱為(wei)“超合金,”主要應(ying)用于航空、航天、艦(jian)船、車輛、工業(ye)燃機和能(neng)源領域。
Hastelloy C-276合金中外牌號: 美國UNS:N10276 ,德國DIN: NiMo16Cr15W W-Nr: 2.4819 中國GB/T: NS 334 英國BS: NA 17D 化學成分標號:00Cr16Ni60Mo16W4
(00Cr16Ni60Mo16W4 )Hastelloy 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,以獲得超低碳(C ≤ 0.02% )和高純度的合金內在質量。為了降低0Cr16Ni60Mo16W4合金的焊后和熱成型后晶間腐蝕的敏感性和脆性,克服Hastelloy C合金焊接后或熱成型后尚需要進行固溶處理的嚴重缺點,除降低碳含量(C ≤ 0.02% )外,還降低了合金中的硅含量到≤ 0.08%。降低碳含量可減少合金中的碳化物析出的數量;降低硅含量可減少合金中金屬間相的沉淀數量,從而達到提高合金耐晶間腐蝕性能的目的。與此同時,合金的塑性、韌性和加工成型也有極大的改善。
一、化學成分
00Cr16Ni60Mo16W4 合金化學(xue)成分見下表(biao),其(qi)特點是(shi)低碳、低硅(gui)。
| Hastelloy C-276 ( GB NS 334 )合金的化學成分 | ||||||||||||
| 元素名稱 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | W | Fe | Co | V |
| 含量 | ≤0.02 | ≤0.08 | ≤1.0 | ≤0.04 | ≤0.03 | 14.5~16.5 | ≥57 | 15.0~17.0 | 3.0~4.5 | 4.0~7.0 | ≤2.5 | ≤0.035 |
二、耐蝕性能
1. 全面腐蝕(shi)
一般(ban)情況0Cr16Ni60Mo16W4的腐蝕數據對00Cr16Ni60Mo16W4也是適用的。表(biao)3-5-26和圖(tu)3-5-16~圖(tu)3-5-21列出了該(gai)合(he)金(jin)本身進行腐蝕試驗(yan)所取得的結果。顯然,00Cr16Ni60Mo16W4合(he)金(jin)固溶態的耐(nai)蝕特(te)點與0Cr16Ni60Mo16W4完(wan)全一致。因此,前述 0Cr16Ni60Mo16W4 合(he)金(jin)的耐(nai)蝕性結果仍可適用于00Cr16Ni60Mo16W4合(he)金(jin)。



2. 局(ju)部(bu)腐蝕
試驗表明,00Cr16Ni60Mo16W4 合金的晶間腐蝕敏感性遠比0Cr16Ni60Mo16W4低。但是,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,因而在某些介質條件下仍然影響00Cr16Ni60Mo16W4 合金在焊接用途的使用。在5%FeCl3+10%NaCl溶液中,室溫下試驗72h,00Cr16Ni60Mo16W4合金無論是焊態、固溶態,還是焊后熱處理態均無點蝕產生。表3-5-27系在一些介質中,00Cr16Ni60Mo16W4 合金耐點蝕試驗結果。

在10%FeCl3 中進行的縫隙腐蝕試驗結果標準,00Cr16Ni60Mo16W4 耐縫隙腐蝕性能也是較好的。

3. 加速腐蝕試驗
加(jia)速腐蝕(shi)(shi)試驗(yan)是(shi)為了迅速確定 Hastelloy C-276合(he)金的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性是(shi)否滿足工廠實(shi)際腐蝕(shi)(shi)環境的(de)需要(yao)。加(jia)速腐蝕(shi)(shi)試驗(yan)所選用的(de)介質一般(ban)要(yao)較實(shi)際使用條件更加(jia)苛(ke)刻。對鎳鉻鉬型耐(nai)蝕(shi)(shi)合(he)金而言,按規定要(yao)進行鹽(yan)酸(suan)(suan)彎曲試驗(yan)和(he)硫(liu)酸(suan)(suan)鐵試驗(yan)。
鹽酸彎(wan)(wan)曲(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)系10%沸騰HCI酸中試(shi)(shi)(shi)驗(yan)24小時,然后將試(shi)(shi)(shi)樣(yang)彎(wan)(wan)曲(qu)180°。焊接(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)則(ze)要(yao)求(qiu)垂(chui)直于焊縫方向彎(wan)(wan)曲(qu),且彎(wan)(wan)曲(qu)中部位(wei)要(yao)位(wei)于熱影(ying)響區(qu)。彎(wan)(wan)曲(qu)后的試(shi)(shi)(shi)樣(yang)在放大10倍下觀察有無晶間(jian)開裂現象。
硫酸鐵試驗系在50%H2SO4+42g/LFe2(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Hastelloy C-276合金,可允許的最高腐蝕速率為1.02mm/月或12.24mm/a。

三、力學性能
表(biao) 3-5-29 系(xi) 00Cr16Ni60Mo16W4 合金(jin)的(de)室(shi)(shi)溫和(he)高溫瞬時力學性能。表(biao) 3-5-30 則(ze)系(xi)焊接金(jin)屬的(de)力學性能。 表(biao) 3-5-31 和(he) 表(biao) 3-5-32 分(fen)別為不同熱(re)處理(li)條(tiao)件下的(de)低溫沖擊性能和(he)室(shi)(shi)溫硬度。


四、物理性能
00Cr16Ni60Mo16W4 合金的(de)物理性能件下表

五、焊接性能
Hastelloy C-276合金焊(han)(han)接(jie)性(xing)能良好,可以采用(yong)(yong)通用(yong)(yong)的焊(han)(han)接(jie)方法進(jin)行焊(han)(han)接(jie)無特殊(shu)困難。而TIG、MIG和手工電弧(hu)焊(han)(han)則是最(zui)常用(yong)(yong)的。但當用(yong)(yong)于耐蝕(shi)用(yong)(yong)途時(shi),不推薦選用(yong)(yong)乙炔焊(han)(han)方法。焊(han)(han)接(jie)過(guo)程中要防止熱輸入過(guo)大,對于埋弧(hu)焊(han)(han)更應特別注意(yi)。
六、冷(leng)熱加工及成型性(xing)能
0Cr16Ni60Mo16W4合金(jin)冷加(jia)工(gong)并無特殊困難。但是(shi),其熱(re)加(jia)工(gong)則是(shi)鎳基耐蝕(shi)合金(jin)中較困難的(de)一種(zhong)。這并不是(shi)由于(yu)其熱(re)塑(su)性低,而是(shi)由于(yu)變形抗力大,加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)控制要(yao)求(qiu)嚴(yan)格所致(zhi)。圖3-5-14和圖3-5-15系國內對0Cr16Ni60Mo16W4合金(jin)的(de)熱(re)塑(su)性進行試驗所取得的(de)結果(guo)。顯(xian)然,電渣(zha)重熔(rong)冶煉可明顯(xian)提高(gao)此合金(jin)的(de)熱(re)塑(su)性。合金(jin)鍛(duan)態的(de)熱(re)塑(su)性高(gao)于(yu)鑄態。合金(jin)的(de)熱(re)加(jia)工(gong)及熱(re)成(cheng)型溫度以1000~1200℃為宜。
七、熱處理(li)
在沒有特殊規(gui)定和要求(qiu)的(de)情況下,Hastelloy C-276合金(jin)進行固(gu)溶處理,即(ji)在1121℃下加熱后急冷。在此種(zhong)狀態下,Hastelloy C-276合金(jin)才具有最(zui)佳的(de)耐(nai)蝕、力(li)學綜合性能(neng)。
八、應用
Hastelloy C-276合金(jin)在冶金(jin)廠可生產板、管、絲、帶、棒(bang)材以及鍛件(jian)和鑄(zhu)件(jian)。此合金(jin)由于(yu)在氯化(hua)物以及含各種有機(ji)酸(suan)的(de)硫(liu)酸(suan)、亞硫(liu)酸(suan)、磷酸(suan)、各種有機(ji)酸(suan)、高(gao)溫(wen)氟化(hua)氫等(deng)介(jie)質中(zhong)的(de)良好的(de)耐全面(mian)腐(fu)蝕(shi)(shi)和局部腐(fu)蝕(shi)(shi)性能,因此可制造(zao)耐這些介(jie)質腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)各種容器、管道、閥(fa)門、塔、槽等(deng)。
