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Hastelloy C-276合金(哈氏C-276合金(jīn))
一、物理(lǐ)性能
密度:8.90g/cm3, 比熱:425J/kg/k, 彈性模量:205Gpa(21℃)
二、耐(nài)蝕性能
哈氏C-276合金屬於鎳-鉬-鉻-鐵-鎢係鎳基合金。它(tā)是現代金屬材料中最耐蝕的一種。主要耐濕氯、各種氧化性氯化物、氯化鹽溶液、硫酸與氧化(huà)性鹽(yán),在低溫與中溫鹽酸中(zhōng)均(jun1)有很好的耐蝕性能(néng)。因此,近三十年(nián)以來、在苛(kē)刻的腐蝕環境中,如化工、石油化工、煙氣脫硫、紙漿和(hé)造紙、環保等工業領(lǐng)域有(yǒu)著相當廣泛的(de)應用。
哈(hā)氏C-276合(hé)金的各種腐蝕數據是有其典(diǎn)型性的,但(dàn)是不能用(yòng)作規範,尤其是在不明環(huán)境中,必須要經過試驗才可以選材(cái)。哈氏C-276合金中沒有足夠的Cr來(lái)耐強氧化性環境的腐蝕,如熱的濃硝酸。這種合金的產生主要是針(zhēn)對(duì)化工過程環境,尤其是存在混酸的情況下,如煙氣脫硫(liú)係統的出料管(guǎn)等。下表(biǎo)是四種合金在不同環境下的腐(fǔ)蝕對比試驗情況。(所(suǒ)有(yǒu)焊接試樣采用自熔鎢極氬弧焊)
l 四種金屬在不同環(huán)境下的腐蝕對比試驗
試驗環境
(沸騰) |
腐蝕率(毫米/) |
|||||
典型316
|
AL-6XN
|
Inconel625 |
C-276
|
|||
基本
金屬試樣 |
焊(hàn)接
試樣 |
基本(běn)
金屬 試(shì)樣 |
焊(hàn)接
試樣 |
基本
金屬 試樣 |
基本
金(jīn)屬 試樣 |
|
45%蟻酸 |
0.277 |
0.262 |
0.116 |
0.142 |
0.13 |
0.07 |
10%草酸 |
1.02 |
0.991 |
0.277 |
0.274 |
0.15 |
0.29 |
20%磷酸(suān) |
0.177 |
0.155 |
0.007 |
0.006 |
0.001 |
0.001 |
10%
氨基磺酸 |
1.62 |
1.58 |
0.751 |
0.381 |
0.12 |
0.07 |
10%硫酸 |
9.44 |
9.44 |
2.14 |
2.34 |
0.64 |
0.35 |
10%
碳酸氫鈉(nà) |
1.06 |
1.06 |
0.609 |
0.344 |
0.10 |
0.07 |
l 哈氏C-276合金可以用(yòng)作燃煤係統(tǒng)的煙氣脫硫部(bù)件,在這種環境下C-276是最耐(nài)蝕的材(cái)料。下表是C-276合(hé)金和典型316在煙氣模擬係統“綠色(sè)死亡”溶液中的腐蝕對比試驗情況。
l “綠(lǜ)色死亡”溶液中的腐蝕對比試驗
“綠色死亡”溶(róng)液(沸騰) |
腐蝕(shí)率(mm/a) |
|
典型316 |
C-276 |
|
7%硫(liú)酸 |
破壞(huài) |
0.67 |
3%鹽酸 |
||
1%CuCl2 |
||
1%FeCl3 |
l 由上表可見,C-276合金對混合的具有氯離子的酸、鹽溶液有很好的耐蝕性能。
哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的加入將(jiāng)C-276合金的耐點蝕和縫隙腐蝕的能力大大(dà)提高。C-276合金在(zài)海(hǎi)水環境中被認為是惰性的,所以C-276被廣泛地應用在(zài)海洋、鹽水和高氯環境中,甚至在強酸低 PH值情況下。下表是四種金屬在6%FeCl3(按ASTM標準G-48執行)溶液中發生縫隙腐蝕的對比情(qíng)況。
l 縫隙腐蝕發生情況
縫隙腐蝕發生溫度 |
°F |
°C |
典型316 |
27 |
2.5 |
AL-6XN |
113 |
45 |
Inconel625 |
113 |
45 |
C-276 |
140 |
60 |
l C-276合金中高含量的Ni和Mo使其對氯離子應力腐蝕斷裂也有很強的抵抗能力,下表是四種金屬在不同含氯離子溶液中的應力腐蝕斷裂(liè)試驗情況。
l 氯離子應力腐蝕斷裂試驗情況
試驗溶液 |
彎曲U形試樣試驗時間(Hours)和試驗結果 |
|||
典型316 |
AL-6XN |
Inconel625 |
C-276 |
|
42%MgCl2(沸騰) |
失(shī)敗(24小時) |
兼有(1000小(xiǎo)時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
33%LiCl(沸(fèi)騰) |
失敗(100小時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
26%NaCl(沸騰) |
失敗(300小時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小(xiǎo)時) |
抵抗(1000小(xiǎo)時) |
三、焊接及熱處理
C- 276合金的焊(hàn)接性能和普(pǔ)通(tōng)奧(ào)氏體不鏽鋼相似,在使用一種焊接方法對C-276焊接之前,必須要采取措施以使(shǐ)焊縫及熱影響區的(de)抗腐蝕(shí)性能下降最小,如鎢極氣體保護(hù)焊(GTAW)、金屬極氣體(tǐ)保護焊(GMAW)、埋弧焊或其他一些(xiē)可以使焊縫及熱影響區抗(kàng)腐蝕性能下降最小(xiǎo)的焊接方法。但對於諸如(rú)氧炔(quē)焊等有可能增加材料焊縫及(jí)熱影響區含碳量或含矽量的焊接方法是不適合采(cǎi)用的。
關於焊(hàn)接接頭形式的選(xuǎn)擇,可以(yǐ)參照ASME鍋爐與壓力容器規範對C-276焊接接頭(tóu)的成(chéng)功經驗。
焊接坡口最好采用機械加(jiā)工的方法,但是機械加工會帶來加工硬化,所以對機械加工的坡口處進行焊接前(qián)打磨是必要的。
焊接時要采用適(shì)宜的熱輸入速度(dù),以防止熱裂紋的產生。
在絕大多數腐蝕環(huán)境下,C-276都能以焊(hàn)接件(jiàn)的形式應用。但在十分苛刻的環境中,C-276材料及焊接件要(yào)進行固溶熱處理以獲得最好的抗腐蝕性能(néng)。
C-276合金的焊接可以選擇自身作焊接材料或填料金屬。如(rú)要求在C-276的焊縫(féng)中添加某些(xiē)成分,象其它鎳基合金或不鏽鋼,並且這些焊縫(féng)將暴露在腐蝕環(huán)境中(zhōng)時,那(nà)麽,焊接所用的焊條或焊絲則要求有和母材金屬耐腐蝕相當的性能。
哈氏C-276合金材料固(gù)溶熱處理包括兩個過程:(1)在1040℃~1150℃加熱;(2)在兩分(fèn)鍾之內快速冷卻至黑(hēi)色狀態(400℃左右),這樣處(chù)理後的材料有很好的耐蝕性能。因此僅對哈氏C-276合金進行消(xiāo)應力(lì)熱處理是無效的。在熱處理之前要清理合金表麵的油汙等可能在熱(rè)處理過(guò)程中產生碳(tàn)元素的一切汙垢(gòu)。
C-276合(hé)金表麵在焊接或熱(rè)處理時會(huì)產生氧化物,使合金中的Cr含量降低,影響(xiǎng)耐蝕性能,所以要對其進行表麵清理。可以使用不鏽鋼絲刷或砂輪(lún),接下來浸入適當比例硝酸和氫氟酸(suān)的混合液(yè)中酸洗(xǐ),最後用清水(shuǐ)衝(chōng)洗幹淨。