什么是哈氏合金管材,为什么这么贵,这么难加工.
做为金属材料中的皇室，哈氏合金的价钱让很多人会对其避而远之，可是它却拥有别的原材料无可比拟的综合性耐腐蚀性能，，在一些情形下，不锈钢板没法担任，而哈氏合金生产制造的机器设备在应用十年之后腐蚀不上1 mm。因而，哈氏合金在工业生产中获得更加普遍的运用。 1哈氏合金类型哈氏合金分成耐腐蚀合金和耐高温合金，耐腐蚀合金又分成3个关键系列产品B、C、G。B系列关键有B、B-2、B-3；C系列产品关键有C、C-276、C-4、C-22、C-2000；G系列产品有G、G-3、G-30、G-50等[1]。在其中C系列产品为更经常使用的哈氏合金。除此之外也有哈氏合金X系列产品及W系列。哈氏合金是镍基合金中的Ni-Mo系、Ni-Cr-Mo系及Ni-Si系耐腐蚀耐高温合金。它的相对密度:9. 2 g /cm3，溶点: 1 330～1 380℃，导磁率: (℃，RT)≤1. 001。2 常见哈氏合金2.1Hastelloy CHastelloy C是在Hastelloy B合金的根基上加上C r、W原素产生的,是N i-C r合金和N i-Mo合金的兼容和提升,，铬能在合金表层生成紧密的空气氧化膜(钝化)，给予抗氧化性自然环境能力，钼能给予抗复原自然环境能力。C系列产品合金可以在空气氧化和复原情况下，具备优异的耐点腐蚀、间隙腐蚀和内应力腐蚀裂开性能在还原性和氧化性物质里都具备非常好的耐腐蚀性能及其耐部分腐蚀、耐氟化物内应力腐蚀开裂和大海的孔蚀。Hastelloy C与H astelloy B一样也是有一些明显的缺陷,在严苛的空气氧化物质中,这类合金的含锰量不能使其维持钝化情况而表明出高的匀称腐蚀速度;更高的运用阻碍是焊接热危害区在很多还原性、低pH值、卤化自然环境中对晶间腐蚀很比较敏感。许多场所规定由Haste lloy C合金制做的器皿焊后务必通过时效处理清除热危害区的缩松,这明显局限了该合金的运用。2.2 Hastelloy c276Hastelloy C276通常被觉得是全能的抗腐蚀镍-铬-钼煅造合金。C-276合金是一个经改善的煅造C合金，它的优势取决于焊接后可以不需要再开展热处理回火热处理工艺，并在其生产加工性能上也有非常大的改善。C-276合金可以阻拦焊接热危害区的位错沉积的产生，因而它的焊接情况的设备可适用大部分应用化学解决的主要用途。C-276合金针对部分腐蚀和氧化还原反应物质都是有不错的抵御能力。因为C-276合金的常用性，即使生产车间反映标准很有可能不理想化，或在多种多样生产制造目地的加工厂中它也可以被普遍应用。C-276合金针对不一样的化工厂自然环境也是有优异的抗腐蚀能 力，包含三氯化铁和二氯化铜，热的环境污染饱和溶液（有机化学或有机物），苯甲酸、甲酸、醋酸酐等氧化剂及其海面、盐溶液自然环境等。因为C-276合金针对在大部分清洗器中将会碰到的硫酸盐和氯离子有不错的抵抗力，它也可以用以烟气脱硫系统软件。C-276合金针对斑点状腐蚀和内应力腐蚀裂开都是有**的抵抗力。与此同时，它也是极少数可以承担湿氯蒸气、次氯酸盐、二氧化氯腐蚀功效的资料之一。2.2.1 Hastelloy C276成分Hastelloy C276有机化学成份
2.2.2 Hastelloy C276焊接哈氏合金C- 2 76原材料的焊接性能在很多领域与低合金钢类似,，一般选用SMAW或TIG焊焊接。焊接原材料采用焊条一般为AWS A5.14 ERNiCrMo-4，焊丝AWS A5.11 E NiCrMo-4.焊接时要留意以下事宜：a) 焊接是焊接前，应开展焊接加工工艺鉴定，而且每台器皿都应制取商品焊接试板。b) 设备制造场所应与其他原材料分离,哈氏合金原材料零部件应独立储放,不可与碳钢原材料及零部件混存。哈氏合金C-2 76机器设备造成锈迹,一般是因为嵌人的铁而致,因此为避免腐蚀,设备制造场所应与其他原材料分离。c) 焊接前应除掉剪截硬底化层,可选用手工制作打磨抛光或刨边机械加工的方式 除掉硬底化层根部焊道应是凸面焊道不允许数控火焰切割,可以用低温等离子冲剪,钻削。d) 镍基合金开展焊接时,清除十分关键由于各种各样残渣、如植物油脂、铁锈铅、硫和其他低溶点原素都有可能造成明显的裂痕。e) 焊接表层不能有裂痕出气孔、焊瘤、咬边等缺点,表层不应该有大幅度的样子转变,应光滑衔接。2.3 Hastelloy C-222.3.1 Hastelloy C-22介绍HASTELLOY C-22是一种常用的镍-铬-钼-钨合金，与其它原有的镍-铬-钼合金（包含HASTELLOY C-276、C-4、625合金）对比，它具备更强更全方位的抗腐蚀性。C-22合金针对斑点状腐蚀、间隙腐蚀和内应力腐蚀裂开等都是有**的抵抗力，针对还原性溶液，包含湿氯、氰化钠的溶液或别的带有氯离子含量的两性氧化物也是有不错的抵御能力。与此同时，它针对生产加工生产流程中所碰到的复原、空气氧化自然环境也具备极好的抵御能力。因为C-22合金的多元性，即使生产车间反映标准很有可能不理想化，或在多种多样生产制造目地加工厂中，它也可以被普遍应用。C-22合金针对不一样的化工厂自然环境也是有优异的抗腐蚀能力，包含三氯化铁和二氯化铜，热的环境污染饱和溶液（有机化学或有机物），苯甲酸、甲酸、醋酸酐等氧化剂及其海面、盐溶液自然环境等。C-22合金可以阻拦焊接热危害区域内位错沉积的产生，因而它的焊接情况的商品适用各种各样有机化学解决工程项目的主要用途。2.3.2成分Hastelloy C22有机化学成份
2.4Hastelloy BB系列产品合金为Ni-Mo合金，它是对于彻底复原的自然环境，具备更优异的抗腐蚀性能。对硫酸、氯化氢气体、盐酸、冰醋酸等有优良的耐腐蚀性能。当饱和溶液中有还原性正离子(铁、碘离子)时，可能加快原料的腐蚀。B系列产品合金因为它性能的独特性，运用相较为集中化，在其中更首要的便是冰醋酸生产制造(羰基生成法)，也有一些盐酸回收利用系统软件中也使用该系列产品合金。2.5Hastelloy GG系列合金为Ni-Cr-Fe合金( G-35合金以外)。Hastelloy G系列产品合金对强氧化性的自然环境拥有非常好的抵御能力。高的铬成分使该系列产品的合金在抗氧化层面十分出色，再加上少许的铜成分，提高了抗盐酸及氢氟酸的能力。尤其是带有残渣的磷酸钙，被普遍用以磷酸钙及其别的混和酸的自然环境。Hastelloy G-35合金对强酸饱和溶液有不错的抵御能力，包含质量浓度为50%，溫度为140℃无水氯化铝。当偏碱自然环境中含浓度较高的的氟化物而纯镍没法融入的情况下，它是较好的备选原材料。Hastelloy G-35合金对强氧化性的混和酸有**的抵御能力，如氰化钠与盐酸的混和酸，这也是它变成制做炼钢厂酸洗钝化罐和酸洗设备工装夹具的更好原材料。3 哈氏合金的耐腐蚀性能H astelloy C系列产品合金是镍-铬-钼合金,与B系列合金不一样的是,该系列产品合金合适在还原性与氧化性中间起伏的混和饱和溶液中应用,特别是在适用渗入铁离子Fe3、碘离子Cu2等强氧化性正离子的硫酸、硫酸溶液。3.1匀称腐蚀均匀腐蚀的特性是在某一腐蚀自然环境中金属材料的表层被大规模毁坏,腐蚀速率匀称。均匀腐蚀具备可预测性,凭此可以估计机器设备的使用寿命。匀称腐蚀速度与腐蚀物质的浓度值、溫度及是不是带有残渣有较大的关联。在匀称腐蚀的情形下,金属材料的耐腐蚀能力是用其腐蚀速率来评判的,常见等腐蚀速率趋势图来较为不一样金属材质的耐匀称腐蚀的能力。趋势图1[ 2]和图2[ 2]表明了在腐蚀速率为0. 51 mm /a时, 环境温度和介质浓度对腐蚀的综合影响。
3.2晶间腐蚀热稳定性是限制镍基合金应用的重要因素, N i-C r-M o合金是为在500 ℃的水性溶液中应用设计的, 但它可能要接受高温的影响如焊接和不正确的热处理, 焊缝金属或热影响区或母材析出金属相μ,这种现象叫敏化, 在某些氧化性介质中敏化会加速晶间腐蚀。镍基合金一般具有中温敏化的特性。图3[3] 所示为N i-C r-Mo合金经870 ℃敏化后在ASTM G-28, A 溶液的时间-温度敏化曲线, 在曲线的右侧晶间腐蚀深度超过0. 05 mm。
图3时间-温度敏化曲线3.3局部腐蚀(点蚀和缝隙腐蚀)在卤素(如C l- )离子的环境中, 经常可以看到点蚀和缝隙腐蚀的产生。点蚀发生在与介质接触的金属表面上, 缝隙腐蚀发生在金属重叠部分、螺母垫片或某些残渣等沉积物和金属表面之间的缝隙处。局部腐蚀是不锈钢或H astelloy C 系列合金更常见的腐蚀失效形式之一, 这种腐蚀形式比均匀腐蚀具有不可预见性, 危险性更大。当均匀腐蚀还没被查觉时, 点蚀可能已在金属全厚度上造成了穿孔。由于Haste lloy C 系列合金含有较高的C r、Mo、W 或Nb, 因此, 此类合金的耐点蚀和缝隙腐蚀的能力很强。这个能力可以用点蚀当量指数PREN来衡量, 这个值越高耐蚀性越好。点蚀当量指数PREN 根据合金的化学成分由下式[ 4] 计算出来:PREN =%C r +1. 5 ×(%Mo +%W +%Nb) -0. 5 ×(%C u)各种金属对点蚀或缝隙腐蚀的抗力, 也可以用在某种特定溶液中发生点蚀或缝隙腐蚀的初始温度来衡量, 这种温度分别称为点蚀临界温度CPT和缝隙腐蚀临界温度CCT。在103 ℃时, C-4和C-276都能发生缝隙腐蚀,但C -276腐蚀深度比C-4浅得多, 其原因是在化学成分上C-276 含有近4%的W, 可见在抗缝隙腐蚀方面W 的作用是非常明显的。在125 ℃时, 其它合金都发生了不同程度的缝隙腐蚀, 而686 和59 合金却没有出现腐蚀, 但在135℃和140℃时, 59 合金发生了显著的腐蚀, 而686的腐蚀却很轻微, 其原因也是686含了近4%的W 的结果。C-2000的抗缝隙腐蚀的能力与其PREN 点蚀当量指数是不相称的, 这可归结为其化学成分中含了1. 6%铜的结果。铜对奥氏体不锈钢抗缝隙腐蚀能力的不利影响是已经被证实了的, 这一点对高镍合金同样存在。但铜的存在对提高C -2000合金在还原性酸中的抗均匀腐蚀能力是有利的。4 结论1）哈氏合金是镍基合金中的Ni-Mo 系、Ni-Cr-Mo系及Ni-Si 系耐蚀耐热合金。哈氏合金因其优异的耐腐蚀性能在许多极端环境下取得了应用。根据成分及用途可以分为B、C、G系列。2）哈氏合金耐腐蚀性能优越，不同的合金组分，所耐腐蚀的种类不同，要根据腐蚀介质的性质合理选择。参考文献[1]陈恭珉. 哈氏合金及其应用［J］. 上海化工，2004 ，( 10) :55-56.[2]乐精华． 耐蚀阀门用哈氏合金［J］. 阀门， 2003( 1) : 34-36.[3] SMC-024, INCONEL alloy 686, SpecialM eta ls C orporat ion, M arch 2003.[4] No. 4030, N icrofer5923hM o-alloy59, ThyssenK rupp VDM, M arch 2002.
2.2.2 Hastelloy C276焊接哈氏合金C- 2 76原材料的焊接性能在很多领域与低合金钢类似,，一般选用SMAW或TIG焊焊接。焊接原材料采用焊条一般为AWS A5.14 ERNiCrMo-4，焊丝AWS A5.11 E NiCrMo-4.焊接时要留意以下事宜：a) 焊接是焊接前，应开展焊接加工工艺鉴定，而且每台器皿都应制取商品焊接试板。b) 设备制造场所应与其他原材料分离,哈氏合金原材料零部件应独立储放,不可与碳钢原材料及零部件混存。哈氏合金C-2 76机器设备造成锈迹,一般是因为嵌人的铁而致,因此为避免腐蚀,设备制造场所应与其他原材料分离。c) 焊接前应除掉剪截硬底化层,可选用手工制作打磨抛光或刨边机械加工的方式 除掉硬底化层根部焊道应是凸面焊道不允许数控火焰切割,可以用低温等离子冲剪,钻削。d) 镍基合金开展焊接时,清除十分关键由于各种各样残渣、如植物油脂、铁锈铅、硫和其他低溶点原素都有可能造成明显的裂痕。e) 焊接表层不能有裂痕出气孔、焊瘤、咬边等缺点,表层不应该有大幅度的样子转变,应光滑衔接。2.3 Hastelloy C-222.3.1 Hastelloy C-22介绍HASTELLOY C-22是一种常用的镍-铬-钼-钨合金，与其它原有的镍-铬-钼合金（包含HASTELLOY C-276、C-4、625合金）对比，它具备更强更全方位的抗腐蚀性。C-22合金针对斑点状腐蚀、间隙腐蚀和内应力腐蚀裂开等都是有**的抵抗力，针对还原性溶液，包含湿氯、氰化钠的溶液或别的带有氯离子含量的两性氧化物也是有不错的抵御能力。与此同时，它针对生产加工生产流程中所碰到的复原、空气氧化自然环境也具备极好的抵御能力。因为C-22合金的多元性，即使生产车间反映标准很有可能不理想化，或在多种多样生产制造目地加工厂中，它也可以被普遍应用。C-22合金针对不一样的化工厂自然环境也是有优异的抗腐蚀能力，包含三氯化铁和二氯化铜，热的环境污染饱和溶液（有机化学或有机物），苯甲酸、甲酸、醋酸酐等氧化剂及其海面、盐溶液自然环境等。C-22合金可以阻拦焊接热危害区域内位错沉积的产生，因而它的焊接情况的商品适用各种各样有机化学解决工程项目的主要用途。2.3.2成分Hastelloy C22有机化学成份2.4Hastelloy BB系列产品合金为Ni-Mo合金，它是对于彻底复原的自然环境，具备更优异的抗腐蚀性能。对硫酸、氯化氢气体、盐酸、冰醋酸等有优良的耐腐蚀性能。当饱和溶液中有还原性正离子(铁、碘离子)时，可能加快原料的腐蚀。B系列产品合金因为它性能的独特性，运用相较为集中化，在其中更首要的便是冰醋酸生产制造(羰基生成法)，也有一些盐酸回收利用系统软件中也使用该系列产品合金。2.5Hastelloy GG系列合金为Ni-Cr-Fe合金( G-35合金以外)。Hastelloy G系列产品合金对强氧化性的自然环境拥有非常好的抵御能力。高的铬成分使该系列产品的合金在抗氧化层面十分出色，再加上少许的铜成分，提高了抗盐酸及氢氟酸的能力。尤其是带有残渣的磷酸钙，被普遍用以磷酸钙及其别的混和酸的自然环境。Hastelloy G-35合金对强酸饱和溶液有不错的抵御能力，包含质量浓度为50%，溫度为140℃无水氯化铝。当偏碱自然环境中含浓度较高的的氟化物而纯镍没法融入的情况下，它是较好的备选原材料。Hastelloy G-35合金对强氧化性的混和酸有**的抵御能力，如氰化钠与盐酸的混和酸，这也是它变成制做炼钢厂酸洗钝化罐和酸洗设备工装夹具的更好原材料。3 哈氏合金的耐腐蚀性能H astelloy C系列产品合金是镍-铬-钼合金,与B系列合金不一样的是,该系列产品合金合适在还原性与氧化性中间起伏的混和饱和溶液中应用,特别是在适用渗入铁离子Fe3、碘离子Cu2等强氧化性正离子的硫酸、硫酸溶液。3.1匀称腐蚀均匀腐蚀的特性是在某一腐蚀自然环境中金属材料的表层被大规模毁坏,腐蚀速率匀称。均匀腐蚀具备可预测性,凭此可以估计机器设备的使用寿命。匀称腐蚀速度与腐蚀物质的浓度值、溫度及是不是带有残渣有较大的关联。在匀称腐蚀的情形下,金属材料的耐腐蚀能力是用其腐蚀速率来评判的,常见等腐蚀速率趋势图来较为不一样金属材质的耐匀称腐蚀的能力。趋势图1[ 2]和图2[ 2]表明了在腐蚀速率为0. 51 mm /a时, 环境温度和介质浓度对腐蚀的综合影响。3.2晶间腐蚀热稳定性是限制镍基合金应用的重要因素, N i-C r-M o合金是为在500 ℃的水性溶液中应用设计的, 但它可能要接受高温的影响如焊接和不正确的热处理, 焊缝金属或热影响区或母材析出金属相μ,这种现象叫敏化, 在某些氧化性介质中敏化会加速晶间腐蚀。镍基合金一般具有中温敏化的特性。图3[3] 所示为N i-C r-Mo合金经870 ℃敏化后在ASTM G-28, A 溶液的时间-温度敏化曲线, 在曲线的右侧晶间腐蚀深度超过0. 05 mm。图3时间-温度敏化曲线3.3局部腐蚀(点蚀和缝隙腐蚀)在卤素(如C l- )离子的环境中, 经常可以看到点蚀和缝隙腐蚀的产生。点蚀发生在与介质接触的金属表面上, 缝隙腐蚀发生在金属重叠部分、螺母垫片或某些残渣等沉积物和金属表面之间的缝隙处。局部腐蚀是不锈钢或H astelloy C 系列合金更常见的腐蚀失效形式之一, 这种腐蚀形式比均匀腐蚀具有不可预见性, 危险性更大。当均匀腐蚀还没被查觉时, 点蚀可能已在金属全厚度上造成了穿孔。由于Haste lloy C 系列合金含有较高的C r、Mo、W 或Nb, 因此, 此类合金的耐点蚀和缝隙腐蚀的能力很强。这个能力可以用点蚀当量指数PREN来衡量, 这个值越高耐蚀性越好。点蚀当量指数PREN 根据合金的化学成分由下式[ 4] 计算出来:PREN =%C r +1. 5 ×(%Mo +%W +%Nb) -0. 5 ×(%C u)各种金属对点蚀或缝隙腐蚀的抗力, 也可以用在某种特定溶液中发生点蚀或缝隙腐蚀的初始温度来衡量, 这种温度分别称为点蚀临界温度CPT和缝隙腐蚀临界温度CCT。在103 ℃时, C-4和C-276都能发生缝隙腐蚀,但C -276腐蚀深度比C-4浅得多, 其原因是在化学成分上C-276 含有近4%的W, 可见在抗缝隙腐蚀方面W 的作用是非常明显的。在125 ℃时, 其它合金都发生了不同程度的缝隙腐蚀, 而686 和59 合金却没有出现腐蚀, 但在135℃和140℃时, 59 合金发生了显著的腐蚀, 而686的腐蚀却很轻微, 其原因也是686含了近4%的W 的结果。C-2000的抗缝隙腐蚀的能力与其PREN 点蚀当量指数是不相称的, 这可归结为其化学成分中含了1. 6%铜的结果。铜对奥氏体不锈钢抗缝隙腐蚀能力的不利影响是已经被证实了的, 这一点对高镍合金同样存在。但铜的存在对提高C -2000合金在还原性酸中的抗均匀腐蚀能力是有利的。4 结论1）哈氏合金是镍基合金中的Ni-Mo 系、Ni-Cr-Mo系及Ni-Si 系耐蚀耐热合金。哈氏合金因其优异的耐腐蚀性能在许多极端环境下取得了应用。根据成分及用途可以分为B、C、G系列。2）哈氏合金耐腐蚀性能优越，不同的合金组分，所耐腐蚀的种类不同，要根据腐蚀介质的性质合理选择。参考文献[1]陈恭珉. 哈氏合金及其应用［J］. 上海化工，2004 ，( 10) :55-56.[2]乐精华． 耐蚀阀门用哈氏合金［J］. 阀门， 2003( 1) : 34-36.[3] SMC-024, INCONEL alloy 686, SpecialM eta ls C orporat ion, M arch 2003.[4] No. 4030, N icrofer5923hM o-alloy59, ThyssenK rupp VDM, M arch 2002.更多动态，请关注我们官方网站：www.asimi8.com，或者关注我们的平台：asmecn
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