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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:425J/kg/k, 彈性模量:205Gpa(21℃)
2. 耐蝕性能
哈氏C-276合金屬於(yú)鎳-鉬(mù)-鉻-鐵-鎢係鎳基合金。它是現代金屬材料中最耐蝕的一(yī)種。主要耐濕氯、各種氧化性(xìng)氯化物、氯化鹽溶液、硫酸與氧化性鹽,在低溫(wēn)與中溫鹽酸中均有很好的(de)耐蝕(shí)性能。因此,近三十年以來、在苛刻的腐蝕環境中,如化工、石(shí)油化工、煙氣脫硫、紙漿和造紙(zhǐ)、環保等工業領域有著相當廣泛的應用。
哈氏C-276合金(jīn)的各種腐蝕數據是有(yǒu)其典型性的,但(dàn)是不能用作規範,尤其(qí)是(shì)在不(bú)明環境中,必須要經過試驗才可以選材。哈氏C-276合金中沒有足夠的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(shēng)主要是針對化(huà)工過程環境(jìng),尤其(qí)是存在混酸的情況(kuàng)下,如煙氣(qì)脫(tuō)硫係統的出(chū)料管等。下表是四種合金在不同環境下的腐蝕對比(bǐ)試驗情況。(所(suǒ)有焊接(jiē)試樣采用自熔鎢極氬(yà)弧(hú)焊)
四種金屬在不(bú)同環境下的腐(fǔ)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 |
焊接
試樣 |
基本
金屬 試樣 |
焊接
試樣 |
基本
金屬 試(shì)樣 |
基本
金屬 試樣(yàng) |
|
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(liú)酸 |
9.44 |
9.44 |
2.14 |
2.34 |
0.64 |
0.35 |
10%
碳酸(suān)氫鈉 |
1.06 |
1.06 |
0.609 |
0.344 |
0.10 |
0.07 |
哈氏C-276合金可以用作燃煤(méi)係統的煙氣脫硫部件,在這種環境下C-276是最耐蝕的材料。下表是C-276合金和典型316在煙氣模擬係統“綠色死亡”溶液中(zhōng)的腐蝕對比試(shì)驗情(qíng)況。
“綠(lǜ)色死亡”溶液中的(de)腐蝕對比試驗
“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(shàng)表可見,C-276合金對混合(hé)的具有氯離子的酸、鹽溶液有很好的(de)耐蝕性能。
哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的加入將C-276合金的耐點蝕和縫隙腐蝕的能力大大提高。C-276合金在(zài)海水環境中被認為是惰性的,所以C-276被廣泛地應用在海洋、鹽水和高氯環(huán)境中,甚至在強酸低 PH值情況下。下(xià)表是(shì)四(sì)種金(jīn)屬在6%FeCl3(按ASTM標準G-48執行)溶(róng)液中發生縫隙腐蝕(shí)的對比(bǐ)情況。
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合金中高含量的Ni和Mo使其對氯離子應力腐蝕斷裂也(yě)有很強的抵抗能力(lì),下表是四種金屬在不同含氯離子溶液中的應力腐蝕斷裂試驗情況。
氯離子應力腐蝕斷裂試驗情況
試驗溶液 |
彎曲U形(xíng)試樣試驗(yàn)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) |
失敗(100小時) |
抵抗(1000小(xiǎo)時) |
抵抗(kàng)(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(shí)) |
3. 焊接及熱處理
C- 276合金的焊(hàn)接性能和(hé)普通奧氏體不鏽鋼相(xiàng)似,在使用一種焊接方法對C-276焊接之前,必須要(yào)采取措施以使(shǐ)焊縫及熱影響區的抗腐蝕性能下降最小,如鎢極氣體(tǐ)保護焊(GTAW)、金屬極氣體保護焊(GMAW)、埋(mái)弧焊或其他(tā)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(fāng)法。但對於諸如氧炔焊等有可能增加材料焊縫及熱影響區含(hán)碳量或含矽量的焊接方法是不適合采用的。
關於焊接接頭形式(shì)的選擇,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。
焊接(jiē)坡口(kǒu)最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磨(mó)是必要的。
焊接時(shí)要采用適宜的熱輸入速度,以防止熱裂紋的產生。
在絕大多數腐蝕環境(jìng)下,C-276都能以焊接件的形式(shì)應用。但在十分苛刻的環境中,C-276材料及(jí)焊接件要進(jìn)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(kě)以選(xuǎn)擇自(zì)身作焊接材料或填料金屬。如要求在C-276的焊縫中添加(jiā)某些成分,象其它鎳基合金或不鏽鋼,並且這些焊縫將(jiāng)暴露在腐蝕(shí)環境中時,那麽,焊接(jiē)所用的焊條或焊絲則要求有和母材(cái)金屬耐腐蝕相當的性能(néng)。
哈氏C-276合金材料固溶熱處理包括兩個過程:(1)在1040℃~1150℃加熱;(2)在兩分鍾之(zhī)內快速(sù)冷卻至黑色狀態(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(hā)氏C-276合金(jīn)進行消應(yīng)力(lì)熱處理是無效的。在熱處理之前要清(qīng)理合金表麵(miàn)的油(yóu)汙等可能(néng)在熱處理過程中產生碳元素的一切汙垢。
C-276合金表麵在焊接或熱處理時會產生氧化物,使合(hé)金中的Cr含量降低,影響耐蝕性(xìng)能,所以要對其進行表麵(miàn)清理。可以使用不鏽鋼絲刷或砂輪,接下來浸入適當比例硝酸和氫氟酸的混合(hé)液中(zhōng)酸洗,最後用清水衝(chōng)洗幹淨。