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Hastelloy C-276合金(哈(hā)氏C-276合金)
1. 物理性能
密度:8.90g/cm3, 比熱:425J/kg/k, 彈性(xìng)模量:205Gpa(21℃)
2. 耐蝕性(xìng)能
哈氏C-276合(hé)金屬於鎳-鉬-鉻-鐵-鎢係鎳基合金。它是現代金屬材(cái)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(liú)酸與氧化性鹽(yán),在(zài)低(dī)溫與中溫鹽酸中均有很好的耐蝕性能。因此,近三十年以來、在苛刻的(de)腐蝕環(huán)境中,如化工、石油化工、煙氣脫硫、紙漿和造紙、環保等工業領域有著相當廣泛的應用。
哈氏C-276合(hé)金的各種腐蝕數據是有其(qí)典型性的,但是(shì)不能用作(zuò)規範,尤其是在不明環境中,必須要經過試驗才可以選材。哈氏(shì)C-276合金(jīn)中沒有足夠的Cr來耐強氧化性環境的(de)腐蝕,如熱的濃硝酸。這種合金的產生主要(yào)是針對化工過(guò)程環境,尤(yóu)其是存在混酸的情(qíng)況(kuàng)下,如煙氣脫硫係統的出(chū)料管等。下表是四種合(hé)金在(zài)不同(tóng)環境下的腐蝕對比試驗情況。(所有焊接試樣采用自熔鎢極氬弧(hú)焊)
四種金屬在不同環境下的腐蝕對比試驗(yàn)
試驗環境
(沸騰) |
腐蝕率(毫(háo)米/) |
|||||
典型316
|
AL-6XN
|
Inconel625 |
C-276
|
|||
基本
金(jīn)屬試樣 |
焊接
試樣 |
基本
金屬(shǔ) 試樣 |
焊接
試樣(yàng) |
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(qīng)鈉 |
1.06 |
1.06 |
0.609 |
0.344 |
0.10 |
0.07 |
哈氏(shì)C-276合金可(kě)以用作燃煤係統的煙(yān)氣脫硫部件,在(zài)這種環境下C-276是最耐(nài)蝕的材料。下表是(shì)C-276合金和典型316在煙氣模擬係統“綠色死亡”溶液中的腐蝕對(duì)比試驗情況。
“綠色死亡”溶液(yè)中(zhōng)的腐蝕對比試(shì)驗
“綠色死亡”溶液(yè)(沸騰) |
腐蝕率(mm/a) |
|
典型316 |
C-276 |
|
7%硫(liú)酸 |
破壞 |
0.67 |
3%鹽酸 |
||
1%CuCl2 |
||
1%FeCl3 |
由上表(biǎo)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(nài)蝕性能。
哈氏(shì)C-276合金中Cr、Mo、W的加入(rù)將C-276合金的耐(nài)點蝕和縫隙腐蝕的能力大(dà)大提高。C-276合(hé)金在海水環境中被認為是惰性的,所以C-276被(bèi)廣(guǎng)泛地應用在海洋、鹽水和高氯環(huán)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(zhí)行)溶液中(zhōng)發生縫隙腐蝕的對比情況(kuàng)。
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 |
C-276合金中高含(hán)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(zài)不同含氯離子溶液中的應(yīng)力腐蝕斷裂試驗情況(kuàng)。
氯離(lí)子應力腐蝕斷裂試驗(yàn)情況
試驗溶液 |
彎曲(qǔ)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) |
失敗(24小時) |
兼有(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
33%LiCl(沸騰(téng)) |
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(bài)(300小時(shí)) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
3. 焊接及熱處理
C- 276合(hé)金的焊接性能(néng)和普通奧氏體不鏽鋼相似,在使用一(yī)種(zhǒng)焊接方法對C-276焊接之前,必須要采取措施以使焊縫及熱影響區(qū)的抗(kàng)腐蝕性能下降最小,如鎢極氣體保護焊(GTAW)、金屬極氣體(tǐ)保護焊(GMAW)、埋弧焊或其他一些可以使焊縫及熱影響區抗腐蝕性能下降最小的焊接方法。但(dàn)對於諸如氧炔焊等有可能增加材料焊縫及熱影響區含碳量或含矽量的焊接方法(fǎ)是不適合采用的。
關(guān)於焊接接(jiē)頭形式的(de)選擇,可以參照ASME鍋爐與壓力容器規範對C-276焊接接頭的成功經驗。
焊(hàn)接坡口(kǒu)最(zuì)好采用機械加工的方法,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打(dǎ)磨是必要的。
焊接時要采用適宜的熱輸入(rù)速度,以防止熱裂紋(wén)的產生。
在絕大多數(shù)腐蝕環境下,C-276都能以焊接件的形式應用。但在十分苛刻的環境中,C-276材料及焊接件要進行固溶熱處理以獲得最好的抗腐蝕性能。
C-276合(hé)金的焊接可以(yǐ)選擇自身作焊接材料或填料金屬。如要求在(zài)C-276的焊縫中添加某些成分,象其它鎳基合(hé)金或不鏽鋼,並且這些焊縫(féng)將暴露在腐蝕環境中時,那麽,焊接所用的焊條(tiáo)或焊絲則要求有和母材金屬(shǔ)耐腐蝕相當的性能。
哈氏(shì)C-276合(hé)金材料(liào)固溶熱處理包括(kuò)兩個(gè)過程:(1)在1040℃~1150℃加(jiā)熱(rè);(2)在兩分(fèn)鍾之內快速冷卻至黑色狀態(400℃左右),這樣處理後的材(cái)料有很好的耐蝕性能。因此僅對哈氏C-276合金進行(háng)消(xiāo)應(yīng)力熱處理是無效的。在熱處理之前要清理合(hé)金表麵的油汙等可能在熱處理過程中(zhōng)產生碳元素的一切汙垢。
C-276合金表麵(miàn)在焊接或熱處(chù)理時會產生氧化物,使合金(jīn)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,接下來(lái)浸入適當比例硝酸和氫氟酸的混合液中酸洗,最後用清水(shuǐ)衝洗幹淨。