上海速威特种合金有限公司 郭友红
化学工业和石油工业的迅速发展,要求阀门在极端苛刻的腐蚀介质中仍能长周期安全稳定的运行,而哈氏合金适用于各种含有氧化和还原性介质的环境。较高的钼、铬含量使合金能够耐氯离子腐蚀,钨元素进一步提高了耐蚀性。哈氏合金中的HC276是仅有的几种耐潮湿氯气、次氯酸盐及二氧化氯溶液腐蚀的材料之一,对高浓度的氯化盐溶液如氯化铁和氯化铜有显著的耐蚀性
哈氏合金(Hastelloyalloy)目前主要分为B、C、G三个系列,它主要用于铁基Cr-Ni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。哈氏合金牌号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进,其发展过程如下:
B系列:
B→B-2(00Ni70Mo28)→B-3
C系列:C→C-276(00Cr16Mo16W4)→C-4(00Cr16Mo16)→C-22(00Cr22Mo13W3)→C-2000(00Cr20Mo16)
G系列:
G→G-3(00Cr22Ni48Mo7Cu)→G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)
目前使用最广泛的是第二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、
N06455(C-4)。
我司主要的哈氏合金材料严格按照ASTM标准执行成分和性能如下表:
表一:材料化学成分
材料牌号 |
化学成分元素 |
|||||||||||
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
Co |
W |
V |
Fe |
P |
S |
Ni |
|
UNS N10001(Hastelloy B) |
≤0.05 |
≤1.00 |
≤1.00 |
≤1.00 |
26.00-30.00 |
≤2.50 |
∕ |
0.20-0.40 |
4.00-7.00 |
≤0.025 |
≤0.030 |
BAL |
UNS N10002(Hastelloy C) |
≤0.08 |
≤1.00 |
≤1.00 |
14.50-16.50 |
15.00-17.00 |
≤2.50 |
3.00-4.50 |
≤0.35 |
4.00-7.00 |
≤0.040 |
≤0.030 |
BAL |
UNS N10665(Hastelloy B2) |
≤0.02 |
≤1.00 |
≤1.00 |
≤1.00 |
26.00-30.00 |
≤1.00 |
∕ |
∕ |
≤2.00 |
≤0.040 |
≤0.030 |
BAL |
UNS N06022(Hastelloy C-22 |
≤0.015 |
≤0.08 |
≤0.50 |
20.00-22.50 |
12.50-14.50 |
≤2.50 |
2.50-3.50 |
≤0.35 |
2.00-6.00 |
≤0.020 |
≤0.020 |
BAL |
UNS N10276(Hastelloy C-276) |
≤0.01 |
≤0.08 |
≤1.00 |
14.50-16.50 |
15.00-17.00 |
≤2.50 |
3.00-4.50 |
≤0.35 |
4.00-7.00 |
≤0.040 |
≤0.030 |
BAL |
表二:材料性能
材料牌号 |
机械性能 |
||||
抗拉强度σbMPa |
屈服强度σ0.2MPa |
延伸率δ% |
断面收缩率Ψ% |
硬度 |
|
UNS N10001(Hastelloy B) |
690 |
310 |
40 |
∕ |
∕ |
UNS N10002(Hastelloy C) |
690 |
315 |
30 |
∕ |
∕ |
UNS N10665(Hastelloy B2) |
760 |
350 |
40 |
∕ |
∕ |
UNS N06022(Hastelloy C-22) |
690 |
310 |
45 |
∕ |
∕ |
UNS N10276(Hastelloy C-276) |
690 |
283 |
40 |
∕ |
∕ |
Hastelloy C是Ni-Mo-Cr系镍基耐腐蚀合金的经典牌号。其突出特点是在强腐蚀的氧化性和还原性酸介质中具有优良的耐腐蚀性能。但由于高镍耐蚀合金为奥氏体组织,以及Ni降低了C在奥氏体中的固溶度 等原因,高Ni增加了晶间腐蚀倾向敏感度。所以Ni-Mo-Cr系的Hastelloy C等牌号合金均存在较严重的晶间腐蚀倾向。Hastelloy C在600-1150℃区间加热时,将有金属间相和碳化物析出,降低了其耐晶间腐蚀性能,还会导致应力腐蚀和缝隙腐蚀,发生严重的脆化倾向。为了克服晶间腐蚀,采取了降低合金中C含量的方法,从而减少一次碳化物和金属间相得析出量,此类合金例如Hastelloy C-276.但是在高镍合金中即使降低C含量,合金内仍无法避免二次碳化物的析出,于是降低Si和C 含量的同时也降低Fe和W含量,并加入稳定化得元素比如Ti等此类合金例如Hastelloy C-4,这使得金属间相和碳化物的形成减少至最小程度,不仅显著改善了敏化态抗晶间腐蚀的性能,也提高了其耐均匀腐蚀和应力腐蚀的性能使之更适宜于制作各种焊接设备。所以耐蚀设备选择哈氏合金制造,从耐蚀性及抗晶间腐蚀性能考虑,宜选用低C或超低C级的哈氏合金。
Hastelloy B是Ni-Mo系镍基耐腐蚀合金的经典牌号。其突出特点是在强腐蚀的非氧化性和还原性酸介质中具有优良的耐腐蚀性能。但由于高镍耐蚀合金为奥氏体组织,以及Ni降低了C在奥氏体中的固溶度 等原因,高Ni增加了晶间腐蚀倾向敏感度所以Ni-Mo系的Hastelloy B等牌号合金均存在较严重的晶间腐蚀倾向。为了克服晶间腐蚀,采取了降低合金中C,Si和Fe含量的方法,从而减少一次碳化物和金属间相得析出量,此类合金例如Hastelloy B2。
Hastelloy G是Ni-Cr-Cu-Mo系镍基耐腐蚀合金的经典牌号。高的铬含量使该系列的合金在抗氧化性方面非常出众。同时新型的G系列合金(G-30,G-35)也有很好的抗点蚀能力,加上少量的铜含量,增强了抗硫酸及氢氟酸的能力。因此,G系列合金主要应用于强氧化性的环境及混合酸的复杂环境中,如湿法磷酸,钢厂酸洗线。
对于Hastelloy X这种耐高温耐腐蚀的哈氏合金就不做具体介绍了。