更全的哈氏合金各个品种介绍

哈氏合金(Hastelloy alloy)

一、前言

哈氏合金是镍基合金的一种，现阶段主要是分成B、C、G三个系列产品，它适用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢板、非金属材质等没法应用的强腐蚀物质场所，在海外已广泛运用于原油、化工厂、环境保护等众多行业。其型号和典型性应用场所如下所示表所显示。

哈氏合金型号

为改进哈氏合金的耐蚀性能和冷、热处理特性，哈氏合金依次开展了三次重要改善其发展壮大全过程如下所示：参照:

B系列产品 ：B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3

C系列 ：C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)

G系列产品 ：G → G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu） → G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)

现阶段采用更普遍的是第二代原材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。第三代材料N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59)处在宣传环节。因为冶金技术的发展，近些年发生了好几个型号的含~6%Mo的所说“非常不锈钢板”，取代了G系列产品合金，促使G系列产品合金的制造和应用快速降低。

二、典型性哈氏合金成分

原材料的成分

Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn P S W V Cu Nb T

N10665 (B-2) 基 ≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03

N10276 (C-276) 基 14.5~16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ 4.5 ≤0.035

N06007 (G-3) 基 21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤1.5 1.5~2.5 ≤0.50

三、物理性能参照:

哈氏合金的物理性能十分突显，它具备高韧性、高耐磨的特性，因此在机械加工层面有一定的难度系数，并且其应变硬化趋向极强，当形变率超过15%时，约为18-8不锈钢板的二倍。哈氏合金还存有中温敏化区，其敏化趋向随形变率的提高而扩大。当温度较高时，哈氏合金易消化吸收有危害元素使它的物理性能和抗腐蚀性能降低。

四、常见哈氏合金

1：Hastelloy B-2 alloy(哈氏B-2合金)

一、耐蚀性能

哈氏B-2合金是一种有极低碳含量和含硅量的Ni-Mo合金，它降低了在焊接及热危害区渗碳体和别的相的进行析出，进而保证即使在电焊焊接情况下也是有较好的耐蚀性能。

大家都知道，哈氏B-2合金在各种各样氧化性物质中具备良好的抗腐蚀性能，可耐自然压下一切温度，任何浓度值硫酸的浸蚀。在没有打气的适中浓度值的非还原性盐酸、各种各样浓度值磷酸钙、高溫冰醋酸、苯甲酸等有机物、溴酸及其氯化氢气体中都有良好的耐蚀性能，与此同时，它也耐卤族金属催化剂的浸蚀。因而，哈氏B-2合金通常使用于多种多样严苛的原油、化工厂全过程，如硫酸的水蒸气蒸馏，萃取；邻二甲苯的烷基化和低电压羰基生成冰醋酸等加工工艺流程中。

但在哈氏B-2合金很多年的工业生产使用中发觉：（1）哈氏B-2合金存有抵抗应力腐蚀特性有非常大危害的2个敏化区：1200~1300℃的高温和550~900℃的中温区；（2）哈氏B-2合金的焊接合金及热危害区因为渗碳体缩松，金属材料间相和渗碳体沿位错进行析出，使其对应力腐蚀敏感度比较大；（3）哈氏B-2合金的中湿热可靠性较弱。当哈氏B-2合金中的含铁成分降到2%下列时，该合金对β相（即Ni4Mo相，一种井然有序的合金间化学物质）的变化比较敏感。当合金在650~750℃温度范畴内停留的时间稍长，β相一瞬间转化成。β相的存有减少了哈氏B-2合金的延展性，使其对晶间腐蚀越来越比较敏感，乃至会导致哈氏B-2合金在原料生产制造(如热扎全过程中)、设备制造过程中（如哈氏B-2合金机器设备焊后整体热处理）及哈氏B-2合金设备在服现役自然环境中裂开。现如今，在我国和世界各地特定的相关哈氏B-2合金抗氢脆特性的规范实验方式均为自然压烧开硫酸法，鉴定方式为无重力法。因为哈氏B-2合金是抗硫酸浸蚀的合金，因而，自然压烧开硫酸法检测哈氏B-2合金的应力腐蚀趋向非常不比较敏感。中国科研院所用高溫硫酸法对哈氏B-2合金开展研究发现：哈氏B-2合金的耐蚀性能不但在于其成分，还在于其热处理的操纵全过程。当热加工工艺操纵不那时候，哈氏B-2合金不但晶体成长，并且晶间会析发生高Mo的σ相，这时，哈氏B-2合金的抗应力腐蚀的特性显著降低，在高溫硫酸实验中，粗晶体板与一切正常板的位错侵蚀深层相距约一倍上下。

二、机械性能参照

哈氏B-2合金的机械性能如下所示表所显示。

相对密度：9.2g/cm3, 溶点：1330~1380℃，导磁率：(℃，RT)≤1.001机械性能温度 （℃） 比热容 （J/kg-k） 热传导系数 （W/m-k） 电阻 （μΩcm） 弹性模具 （Gpa） 室内温度至T的线膨胀系数（10-6/K）0 373 137 218 20 377 11.1 137 217 100 389 12.2 138 213 10.3200 406 13.4 138 208 10.8300 423 14.6 139 203 11.1400 431 16.0 139 197 11.4500 444 17.3 141 191 11.6600 456 18.7 146 184 11.8700 176

三、成分

化学成分原素 Ni Cr Fe C Mn Si Cu Mo Co P S更少 容量 0.4 1.6 26.0 较大 1.0 2.0 0.01 1.0 0.08 0.5 30.0 1.0 0.02 0.010

四、物理性能

哈氏B-2合金的一般机械性能如以下两表所显示

室内温度下的更少物理性能值（参照DIN/ASTM规范）商品方式 规格 (mm) 0.2% 抗拉强度(Mpa) 1.0%屈服强度(Mpa) 抗压强度(Mpa) 拉伸强度A5 % 抗拉强度 HB 晶体规格（μm）冷轧钢板带 ≤5 340 380 755 40 250 127热轧钢板 5~65 214棒 325 370 745 - -管 340 360 755 - -ASTM 规范 350 - 760 241 跟上面一样高溫下的更少物理性能值商品方式 0.2%抗拉强度（Mpa）℃ 1.0%屈服强度（Mpa）℃100 200 300 400 100 200 300 400板 315 285 270 255 355 325 310 295管 棒 300 275 255 240 340 315 300 285

五、生产制造与热处理工艺

1：加温针对哈氏B-2合金而言，在加温前和升温操作过程中表面维持清洁并避开污染物质是十分关键的。假如哈氏B-2合金在带有硫、磷、铅或别的低溶点金属材料污染物质的条件下加温，则会变脆，这种污染源的主要来源主要包含标记笔印痕、温度标示漆、植物油脂和液态、烟尘。此烟气务必硫含量低；例如：天燃气和压缩天然气硫含量不超过0.1%，大城市气体硫含量不超过0.25g/m3,轻质燃料油的硫含量不超过0.5%即是达标。对热处理炉的混合气体自然环境标准是中性化自然环境或轻氧化性自然环境，而且不能在还原性和氧化性中间起伏。炉中的火苗不能立即冲击性哈氏B-2合金。与此同时要以较快的升温速率把原材料加熱到规定做到的温度，即规定更先要把热处理炉的温度升高到规定温度，再把原材料放进炉中加温。2：热处理哈氏B-2合金可以在900~1160℃范畴内开展热处理，生产加工之后应当以水热处理。为了更好地保证有较好的耐蚀性能，热处理之后应当淬火。3：冷拉冷加工的哈氏B-2合金务必通过时效处理，因为其具备比低合金钢高得多的冷作硬化率，因此成型机器设备要仔细考虑到。假如实行了冷成型加工工艺，那麼必须开展级间淬火。冷拉形变量高于15%时，应用前应时效处理。4：热处理工艺热处理回火热处理工艺温度要调节在1060~1080℃中间，以后开展水冷散热热处理或原材料薄厚在1.5mm以上时可以迅速空冷以得到较好的耐蚀性能。在一切加温操作流程中，原材料的表面清理均要有事先的预防。哈氏合金原材料或机器设备构件在开展热处理工艺时要特别注意下面一些问题：为了避免机器设备构件热处理工艺形变，应选用不锈钢板加强环；对装炉温度、加温和制冷時间应严控；装炉外，对热处理工艺件开展预备处理，避免造成热裂痕；热处理工艺后，对热处理件PT；在热处理工艺全过程中如造成热裂痕，通过打磨抛光清除后需焊补者，要选用专业的焊补加工工艺。5：水垢清洗哈氏B-2合金表面的化合物和焊接周边的污渍都需要以细致的沙轮片等打磨抛光整洁。因为哈氏B-2合金对还原性物质特别敏感，因而酸洗钝化历程中会出现较多的含氮元素的汽体。6：机械加工哈氏B-2合金要以淬火情况开展机械加工，对它的冷作硬化要有清楚的了解，例如：相对性于规范低合金钢要选用比较慢的表面切削用量，针对表面的硬底化层要选用很大的走刀量，并使数控刀片处在持续的运行状态。

哈氏B-2合金焊接合金及热危害区因为易进行析出β相而造成贫Mo，进而容易造成应力腐蚀，因而，哈氏B-2合金的焊接方法应慎重制订，严控。一般焊接方法如下所示：焊接材料采用ERNiMo-7；焊接工艺GTAW；操纵固层温度不得超过120℃；焊条直徑φ2.4、φ3.2；电焊焊接电流量90~150A。与此同时，焊接前，焊条、被焊件焊缝及邻近位置应开展除污脱油解决。

哈氏B-2合金热传导系数比钢小得多，如采用单V型焊缝，则坡口视角要在70°上下，选用较低的热输出量。

根据焊后热处理可以清除剩余应力并改进抗晶间腐蚀破裂特性。

2： Hastelloy C-276

一、耐蚀性能

哈氏C-276金属材料于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金。它是当代金属材质中更耐腐蚀的一种。关键耐湿氯、各种各样还原性氟化物、钛酸异丙酯溶液、盐酸与还原性盐，在超低温与中温硫酸中都有不错的耐蚀性能。因而，近三十年至今、在严苛的浸蚀自然环境中，如化工厂、石油化工设备、烟气脱硫、纸桨和造纸工业、环境保护等行业领域拥有非常普遍的运用。

哈氏C-27镍基合金的各种各样浸蚀数据信息是有其广泛性的，可是不可以作为标准，尤其是在未知自然环境中，务必要通过实验才可以组材。哈氏C-27镍基合金中沒有非常的Cr来耐强氧化性自然环境的浸蚀，如热的浓硝酸。这类合金的发生主要是对于化工厂全过程自然环境，尤其是存有混酸的情形下，如烟气脱硫体系的进料管等。下表是四种合金在不一样自然环境下的浸蚀比照

实验状况。(全部电焊焊接试件选用自熔电弧焊接)

四种金属材料在不一样自然环境下的浸蚀比照实验

试验自然环境 （烧开） 浸蚀率 （mm/）

典型性316 AL-6XN Inconel625 C-276

基本上 金属材料试件 电焊焊接 试 样 基本上 金属材料 试件 电焊焊接 试 样 基本上 金属材料 试件 基本上 金属材料 试件 电焊焊接 试 样

20%冰醋酸 0.003 0.003 0.0036 0.0018 0.0076 0.013 0.006

45%蚁酸 0.277 0.262 0.116 0.142 0.13 0.07 0.049

10%盐酸 1.02 0.991 0.277 0.274 0.15 0.29 0.259

20%磷酸钙 0.177 0.155 0.007 0.006 0.001 0.001 0.0006

10%氨基磺酸 1.62 1.58 0.751 0.381 0.12 0.07 0.061

10%盐酸 9.44 9.44 2.14 2.34 0.64 0.35 0.503

10%碳酸氢纳 1.06 1.06 0.609 0.344 0.10 0.07 0.055