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Hastelloy C-276合金(哈(hā)氏C-276合金)
1. 物理(lǐ)性能(néng)
密度:8.90g/cm3, 比熱(rè):425J/kg/k, 彈性模量:205Gpa(21℃)
2. 耐(nài)蝕性能
哈氏C-276合金屬於鎳-鉬-鉻-鐵-鎢係鎳(niè)基合金。它是現代金屬材料中最耐蝕的一種。主要耐濕氯、各種(zhǒng)氧化性氯化物、氯化鹽溶液(yè)、硫酸與(yǔ)氧化(huà)性鹽,在低溫與中溫鹽酸(suān)中均有很好的耐蝕性能。因此,近三(sān)十年以來、在苛刻的(de)腐蝕環境中,如化工、石油化工、煙氣脫硫、紙(zhǐ)漿和造紙、環保等工業領域有著相當廣泛的應用。
哈氏C-276合金的(de)各種腐(fǔ)蝕數據是有其典型性(xìng)的,但是不能(néng)用作規範,尤其是在不明(míng)環(huán)境中,必須要經過試驗才可以選材。哈(hā)氏C-276合金中(zhōng)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(chǎn)生主要(yào)是針對化工過程環境,尤其是存在混酸的情況下,如煙氣脫硫係(xì)統的出(chū)料管等。下(xià)表是四(sì)種(zhǒng)合金在不同環境下的腐蝕對比試驗情況。(所有焊接試樣采用自熔(róng)鎢極氬弧焊)
四種金(jīn)屬在不同環境下的腐蝕對(duì)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(jīn)屬試樣 |
焊接
試樣 |
基本
金屬(shǔ) 試樣 |
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(jī)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 |
哈氏C-276合金可以用作燃煤係統的煙氣脫(tuō)硫部件,在這種環境下C-276是最耐蝕的材料。下表是(shì)C-276合金和典型316在(zài)煙氣模擬係統“綠色死亡”溶(róng)液中的腐蝕對比(bǐ)試驗情況。
“綠色死亡”溶液中的腐蝕對(duì)比試驗
“綠色死亡”溶液(沸騰) |
腐蝕率(lǜ)(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(jīn)對混合的具(jù)有氯離子(zǐ)的酸、鹽溶液有(yǒu)很好的耐蝕性能。
哈氏C-276合金中(zhōng)Cr、Mo、W的加入將C-276合(hé)金的耐點蝕和縫隙腐蝕的能力大(dà)大提高。C-276合金在海水環境中被(bèi)認為是惰性的(de),所以C-276被廣泛地應用在海洋、鹽水和高氯環境中,甚至在強酸(suān)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(de)對比情況。
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(jīn)中高(gāo)含量的Ni和Mo使其對氯離子應力(lì)腐蝕(shí)斷裂也有很強的抵抗能力,下表是四種(zhǒng)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(yīng)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(hé)試驗結果 |
|||
典型(xíng)316 |
AL-6XN |
Inconel625 |
C-276 |
|
42%MgCl2(沸騰(téng)) |
失敗(24小(xiǎo)時) |
兼有(1000小時) |
抵抗(1000小時(shí)) |
抵抗(1000小(xiǎo)時) |
33%LiCl(沸騰) |
失敗(100小時) |
抵抗(kàng)(1000小時) |
抵抗(1000小時(shí)) |
抵(dǐ)抗(1000小時) |
26%NaCl(沸騰(téng)) |
失敗(300小時) |
抵(dǐ)抗(1000小時) |
抵抗(1000小(xiǎo)時) |
抵抗(1000小時) |
3. 焊接及熱(rè)處理
C- 276合金的(de)焊接性(xìng)能和普(pǔ)通奧氏體不鏽鋼相似,在(zài)使用一種焊接方法對C-276焊接之前,必須(xū)要采取措施以使焊縫及熱影響(xiǎng)區(qū)的抗腐蝕性能(néng)下降最小,如鎢極氣體保護焊(GTAW)、金屬極氣(qì)體保護焊(GMAW)、埋(mái)弧焊或其他一些可以使焊縫(féng)及熱(rè)影(yǐng)響區抗腐蝕性能下降最小的焊接方法。但對於(yú)諸如氧炔(quē)焊等有可能增加材料焊(hàn)縫及熱影響區(qū)含碳量或含矽量的焊接方法是(shì)不適(shì)合采用的。
關於(yú)焊(hàn)接(jiē)接頭形式的選擇(zé),可以參照ASME鍋爐與壓力(lì)容器(qì)規範對C-276焊接接頭的成功經驗。
焊接坡口最好采用機械加工的方法,但是機械加工會帶來(lái)加工硬化,所以對機械加工的坡口處(chù)進行焊接前打磨是必要的。
焊接時要采(cǎi)用適宜的熱輸(shū)入速(sù)度,以防止熱裂紋的產生。
在(zài)絕大多數腐蝕環境下,C-276都能以焊接件的形式應用。但在十分(fèn)苛刻的環境(jìng)中,C-276材料(liào)及(jí)焊(hàn)接件要進行固溶熱處理以獲得最好的抗(kàng)腐蝕性能。
C-276合金的焊接(jiē)可以選擇自(zì)身(shēn)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(xiē)成分,象其(qí)它鎳基合金或不鏽鋼,並且這些焊縫(féng)將暴(bào)露在腐蝕環境中時,那麽,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),這樣處理後的材料有(yǒu)很好的耐蝕性能。因此僅(jǐn)對哈氏C-276合金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的油汙等可能(néng)在熱處(chù)理過程中產生碳元素的一切汙垢。
C-276合金表麵在焊接或(huò)熱處理時會產(chǎn)生氧(yǎng)化物(wù),使合金中的Cr含量降低,影響耐蝕性(xìng)能,所以要對其進行表麵清理。可以使用不鏽鋼絲刷或砂輪,接下來浸入適當比例硝酸和氫氟酸的混合液中酸洗,最後用清水衝洗幹淨。