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Hastelloy C-276合金(哈氏C-276合金)
1. 物理性能
密度:8.90g/cm3, 比熱(rè):425J/kg/k, 彈性模(mó)量:205Gpa(21℃)
2. 耐蝕性能
哈氏C-276合金屬於鎳(niè)-鉬-鉻-鐵-鎢係鎳(niè)基合金。它是現代金屬材料中最耐(nài)蝕的一種(zhǒng)。主要耐濕氯、各種氧化性氯化物、氯化鹽溶液、硫酸與氧化性鹽,在低溫與中溫鹽酸中均有(yǒu)很好的耐蝕性能。因此,近三十年以來、在(zài)苛刻的(de)腐(fǔ)蝕(shí)環境中,如化工、石油化(huà)工、煙氣脫硫、紙漿和造紙、環保等工業領(lǐng)域有著相當廣泛的應用。
哈氏C-276合金的各種腐蝕數據是有其典型性的,但是不能用作規範,尤其是在(zài)不明環境中,必須(xū)要經過試驗才可以選材。哈氏C-276合金中沒有足夠(gòu)的(de)Cr來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對化工過程環境,尤其是存在混酸的情況下,如煙氣脫(tuō)硫係統(tǒng)的出料管(guǎn)等。下(xià)表是四種合金(jīn)在不同(tóng)環境下的腐蝕對(duì)比試(shì)驗情況。(所有焊接試樣采用自(zì)熔鎢極氬弧焊)
四種金屬在不同環境(jìng)下的腐蝕對比試驗
試驗環境
(沸騰) |
腐蝕(shí)率(毫米/) |
|||||
典型(xíng)316
|
AL-6XN
|
Inconel625 |
C-276
|
|||
基本
金屬試樣 |
焊接
試樣 |
基(jī)本
金屬 試樣(yàng) |
焊接
試樣 |
基本
金屬 試樣 |
基本
金屬 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 |
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 |
1.06 |
1.06 |
0.609 |
0.344 |
0.10 |
0.07 |
哈(hā)氏C-276合(hé)金可以用作燃煤係統的煙氣脫硫部(bù)件,在這種環境下C-276是最耐蝕的(de)材料。下表是C-276合金和(hé)典型316在(zài)煙(yān)氣模擬係(xì)統“綠色(sè)死亡(wáng)”溶液中的腐蝕對比試驗情況。
“綠色死亡”溶液中的腐(fǔ)蝕對比試驗(yàn)
“綠色死亡”溶(róng)液(沸騰) |
腐蝕率(mm/a) |
|
典型316 |
C-276 |
|
7%硫酸 |
破壞 |
0.67 |
3%鹽酸 |
||
1%CuCl2 |
||
1%FeCl3 |
由上表可見,C-276合金對混合的具有氯離子的(de)酸、鹽溶液有很好(hǎo)的耐蝕性能。
哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的加入將C-276合(hé)金的耐點蝕和縫隙(xì)腐蝕的能力大大提高。C-276合金在海水環境中被認為是惰性的,所以C-276被廣泛(fàn)地應用在海洋、鹽水和高氯環境中,甚至在強酸低 PH值情況下。下表是四(sì)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況。
縫隙腐蝕發生情況
縫(féng)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 |
C-276合金中(zhōng)高含量的Ni和Mo使其對氯離子應(yīng)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(lǜ)離子溶液中的(de)應力腐蝕斷裂試驗情況(kuàng)。
氯離子應力腐蝕斷裂試驗情況
試驗溶(róng)液 |
彎曲U形試樣(yàng)試驗時間(Hours)和試(shì)驗結果 |
|||
典型(xíng)316 |
AL-6XN |
Inconel625 |
C-276 |
|
42%MgCl2(沸騰(téng)) |
失敗(24小時(shí)) |
兼有(1000小時) |
抵(dǐ)抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
33%LiCl(沸騰) |
失敗(100小時) |
抵抗(1000小時) |
抵(dǐ)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小時) |
抵抗(1000小時) |
3. 焊(hàn)接及熱處理
C- 276合金的焊接性能和(hé)普通奧氏(shì)體不鏽鋼相似(sì),在使用一種焊接(jiē)方法對C-276焊(hàn)接之前,必(bì)須要采取措施以使焊縫及熱影響區的抗腐蝕性(xìng)能下降最小,如鎢極氣體保(bǎo)護焊(hàn)(GTAW)、金屬(shǔ)極氣體保護焊(GMAW)、埋(mái)弧焊或其他一些可以使焊縫及(jí)熱影響區抗(kàng)腐蝕性能下降最(zuì)小的焊接方法。但(dàn)對於諸如氧(yǎng)炔焊等有可能增加材料焊縫及熱(rè)影(yǐng)響區含碳量或(huò)含矽量的焊接方法是不適合采用的。
關於焊接接頭形式的(de)選擇(zé),可以參(cān)照ASME鍋爐與壓力容器規範對C-276焊接接頭的成功經(jīng)驗。
焊接坡口(kǒu)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(háng)焊接前打磨是必要的。
焊接時要采用適宜的(de)熱輸入速(sù)度,以防止熱裂紋的產生。
在絕大(dà)多數(shù)腐(fǔ)蝕環境下,C-276都能以焊接件的形式應用。但在十分苛刻(kè)的環(huán)境中,C-276材料及焊接件要(yào)進行固溶(róng)熱處理以獲得最好的抗腐蝕性能。
C-276合金的焊接可以選擇自身作焊接材料或填料(liào)金屬。如要求在C-276的焊(hàn)縫中添加某些成分,象其它鎳基合金或(huò)不鏽鋼,並且這些焊縫將暴露(lù)在腐蝕環(huán)境中時,那麽,焊接所用的焊條或(huò)焊絲則要(yào)求有和母材(cái)金屬耐腐蝕相當的性能。
哈(hā)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)在兩分鍾之內快速冷卻至黑色狀態(400℃左右),這樣處理後(hòu)的材料有很好的耐蝕性能。因此僅對哈氏C-276合(hé)金(jīn)進行消應力熱處理是無效的。在熱處理之前要清理合金表麵(miàn)的油汙等可能在熱處(chù)理過程中產生碳元素的一切汙垢。
C-276合金表(biǎo)麵在焊接或熱處理時會產生氧化物,使合金中的Cr含量降低,影響耐蝕性能,所以要對其進行表麵清理。可以使用不鏽鋼(gāng)絲刷或砂輪,接下來浸入適當比例硝(xiāo)酸和氫氟酸的(de)混合液中酸洗,最(zuì)後用清水衝洗幹淨。