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(wěn)定性,多用于航空事業(yè),化學(xué)領(lǐng)域等。哈氏合金(Hastelloy alloy)就是美國哈氏合金國際公司所生產(chǎn)的鎳基耐蝕合金的商業(yè)牌號的統(tǒng)稱。
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合金的化學(xué)成分見表3-4-1。
一、組織特點
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合金主要是為了防止0Mo28Ni65Fe 合金的晶間腐蝕和刀口腐蝕而發(fā)展起來的。從表3-4-1中可知,此合金與0Mo28Ni65Fe5 合金的主要區(qū)別是化學(xué)成分中碳含量、硅含量低(C≤0.02%,Si≤0.10%),鐵含量從低于6%降到低于2%.由于碳、硅、鐵含量的變化,雖然00Mo28Ni68Fe2 合金的基體組織與0Mo28Ni65Fe5 合金并無差別,然而在合金基體上或沿晶界的析出相就有了很大的不同。最明顯的特點是00Mo28Ni68Fe2合金的金屬間相和碳化物析出相明顯減少。00Mo28Ni68Fe2 合金的耐蝕性(包括耐全面腐蝕和耐晶間腐蝕)的性能明顯提高。
二、耐腐蝕性能
1. 全面腐蝕
前面0Mo28Ni65Fe5 合金的耐蝕性能數(shù)據(jù)對00Mo28Ni68Fe2 也均適用,但00Mo28Ni68Fe2 合金的性能比0Mo28Ni65Fe5合金的性能更好。圖3-4-22~圖3-4-31及表3-4-24~表3-4-26是針對00Mo28Ni68Fe2 合金的一些試驗結(jié)果。由這些圖表可知,00Mo28Ni68Fe2 合金的耐鹽酸、硫酸、磷酸等無機酸的性能特點與0Mo28Ni65Fe5 合金基本相同。但是,耐蝕性一般比0Mo28Ni65Fe5合金要好,特別是焊后性能尤為明顯。在20%沸騰鹽酸中,即使00Mo28Ni68Fe2合金冷加工變形達(dá)50%。也不影響它的耐蝕性。
2. 晶間腐蝕
由于00Mo28Ni68Fe2 合金中的碳、硅、鐵含量較低,敏化態(tài)鋼中碳化物及一些金屬間相遠(yuǎn)比0Mo28Ni68Fe5合金要少,因此,此合金的耐晶間腐蝕(包括刀口腐蝕)的性能較好。
3. 應(yīng)力腐蝕
試驗結(jié)果表明,當(dāng)(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合金中殘余Fe≤2%,Cr≤1.0%量過低(或趨于零時)與適量控制鐵、鉻量的同一合金相較,中溫時效態(tài)(相當(dāng)于熱成型或焊接態(tài))時,后者的耐應(yīng)力腐蝕性能要比前者為好,結(jié)果見表3-4-27 和表3-4-28.表3-4-28的結(jié)果還表明,鐵、鉻加以適量控制的00Mo28Ni68Fe2 塑性(伸長率)和成型性也均優(yōu)于鐵、鉻量未加控制的合金。
三、力學(xué)性能
表3-4-29和表3-4-30列出了00Mo28Ni68Fe2合金室溫、中溫力學(xué)性能和不同溫度時效后的塑性。從表3-4-29的結(jié)果可明顯看出,00Mo28Ni68Fe2 合金中溫時效態(tài)的塑性降低且隨時效時間增長而更趨惡化。這與中溫時效態(tài)硬而脆的β相(Ni4Mo)的析出有關(guān)。
圖3-4-32指出了00Mo28Ni68Fe2合金在標(biāo)準(zhǔn)成分范圍內(nèi),合金中的Fe+Cr量不同時,經(jīng)中溫時效后對合金韌性的影響。顯然,F(xiàn)e+Cr量提高可將沖擊功為100J的曲線向右移動,研究表明,這與合金中的鐵可抑制β脆性相的析出,而鉻也有類似作用有關(guān)。
四、物理性能
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合金的物理性能見表3-4-31。
五、焊接性能
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2合金具有良好的焊接性能,且由于此合金中碳、硅、鐵含量均低,因而焊后耐晶間腐蝕、刀口腐蝕性能較0Mo28Ni65Fe5為佳。當(dāng)合金中鐵、鉻量加以適量控制時,00Mo28Ni68Fe2合金的塑、韌性,耐蝕性,焊接性會更加改善。因此,00Mo28Ni68Fe2 合金一般焊后不需再經(jīng)熱處理。此合金較0Mo28Ni65Fe5 合金更適用于制造焊接設(shè)備和部件。
六、冷、熱加工及成型性能
基本與0Mo28Ni65Fe5合金類似。但是,當(dāng)對00Mo28Ni68Fe2 合金中的鐵、鉻量加以適當(dāng)控制時,其加工性,特別是熱成型性會有顯著改善。
七、熱處理工藝
此合金除特殊說明的用途外,都需經(jīng)1066℃固溶處理后使用。除合金中Fe+Cr量加以控制者外,一般不允許在538~816℃間長期停留和使用。
八、應(yīng)用
(00Mo28Ni68Fe2)、NS 322 、Hastelloy B2 合金可生產(chǎn)板材、管材(焊管)、棒材、絲材、帶材和鍛件。主要用于耐鹽酸、硫酸、磷酸和甲酸等的管道、容器及其襯里、反應(yīng)塔和襯里、泵和閥件等。對于要求焊接的條件,最好選擇 00Mo28Ni68Fe2 而不要選用0Mo28Ni65Fe5合金。