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Hastelloy B-2 alloy(哈氏 B-2 合金)系列产品

发布日期:2018-08-13 15:15:39 访问次数:78

Hastelloy B-2 alloy(哈氏 B-2 合金)系列产品

Hastelloy B-2 alloy(哈氏 B-2 合金)

一、耐蚀性能

哈氏 B-2 合金是 一种有极低含碳量和含硅量的 Ni-Mo 合金,它减少 了在焊缝及热影响区碳化物和其他相的析出,从而确 保即使在焊接状态下也有良好的耐蚀性能。

众所周知,哈氏 B-2 合金在 各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能,能耐常压下任何温度,任何浓度盐酸的腐蚀。在不充 气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、高温醋酸、甲酸等有机酸、溴酸以 及氯化氢气体中均有优良的耐蚀性能,同时,它也耐卤族催化剂的腐蚀。因此,哈氏 B-2合金通 常应用于多种苛刻的石油、化工过程,如盐酸的蒸馏,浓缩;乙苯的 烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。

但在哈氏 B-2 合金多 年的工业应用中发现1哈氏 B-2 合金存 在对抗晶间腐蚀性能有相 当大影响的两个敏化区:1200~1300℃的高温区和  550~900℃的中温区;2)哈 B-2 合金的 焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析,金属间 相和碳化物沿晶界析出,使其对 晶间腐蚀敏感性较大3哈氏 B-2 合金的 中温热稳定性较差。当哈氏 B-2 合金中的


铁元素含量降至 2%以下时,该合金对β相( Ni4Mo 相,一种有 序的金属间化合物) 的转变敏感。当合金在 650~750℃温度范 围内停留时间稍长,β相瞬间生成。β相的存在降低了哈氏 B-2 合金的韧性,使其对 应力腐蚀变得敏感,甚至会造成哈氏 B-2 合金在原材料生产(如热轧过程中)、设备制造过程中(如哈氏 B-2 合金设 备焊后整体热处理) 哈氏 B-2 合金设 备在服役环境中开裂。现今,我国和 世界各国指定的有关哈氏 B-2 合金抗晶间 腐蚀性能的标准试验方法均为常压沸腾盐酸法,评定方法为失重法。由于哈氏B-2 合金是 抗盐酸腐蚀的合金,因此,常压沸 腾盐酸法检验哈氏 B-2 合金的 晶间腐蚀倾向相当不敏感。国内科 研机构用高温盐酸法对哈氏 B-2 合金进行研究发现:哈氏 B-2 合金的耐蚀性 能不仅取决于其化学成分,还取决 于其热加工的控制过程。当热加 工工艺控制不当时,哈氏 B-2 合金不仅晶粒长大,而且晶间会析出现高 Mo σ相,此时,哈氏B-2 金的抗 晶间腐蚀的性能明显下降,在高温盐酸试验中,粗晶粒 板与正常板的晶界浸蚀深度相差约一倍左右。

 

二、物理性能

哈氏 B-2 合金的 物理性能如下表所示。

密度:9.2g/cm3熔点:1330~1380℃,磁导率:(℃,RT)1.001 物理性能

 

 三、化学成分

化学成分


元素

Ni

Cr

Fe

C

Mn

Si

Cu

Mo

Co

P

S

最小

 

余量

0.4

1.6

 

 

 

 

26.0

 

 

 

最大

1.0

2.0

0.01

1.0

0.08

0.5

30.0

1.0

0.02

0.010

 

四、机械性能

哈氏 B-2 合金的 一般机械性能如下列两表所示

室温下 的最小力学性能值(参考 DIN/ASTM 标准)

 

产品形式

尺寸

 

(mm)

0.2% 屈服

强度(Mpa)

1.0%屈服

强度(Mpa)

抗拉强度

 

(Mpa)

延伸率 A5

%

布氏硬度

 

HB

晶粒尺寸

 

(μm

冷轧板带

5

 

340

 

380

 

755

 

 

 

40

 

250

127

热轧板

5~65

214

 

325

370

745

-

-

 

340

360

755

-

-

ASTM

标准

 

 

350

 

-

 

760

 

241

 

同上

高温下 的最小力学性能值

 

产品形式

0.2%屈服强度(Mpa)℃

1.0%屈服强度(Mpa)℃

100

200

300

400

100

200

300

400

 

315

 

285

 

270

 

255

 

355

 

325

 

310

 

295

300

275

255

240

340

315

300

285

 

五、造与热处理

1:加热

对于哈氏 B-2 合金来说,在加热 前和加热过程中表面保持清洁并远离污染物是十分重要的。如果哈氏 B-2 合金在含有硫、磷、铅或其 他低熔点金属污染物的环境下加热, 则会变脆,这些污 染物的来源主要包括标记笔痕迹、温度指示漆、油脂和液体、烟气。此烟气必须含硫低;例如:天然气 和液化石油气含硫量不超过 0.1%,城市空气含硫量不超过 0.25g/m3,燃料油 的含硫量不超过0.5%即为合格。

对加热 炉的气体环境要求是中性环境或轻还原性环境,并且不 可以在氧化性和还原性之间波动。炉中的 火焰不可以直接冲击哈氏 B-2 合金。同时要 以最快的加热速度把材料加 热到要求达到的温度,即要求 首先要把加热炉的温度上升到要求温度,再把材料


放入炉中加热。

2:热加工

哈氏 B-2 合金可以在 900~1160℃范围内进行热加工,加工过 后应该以水淬火。为了确 保有最好的耐蚀性能,热加工过后应该退火。

3:冷加工

冷加工的哈氏 B-2 合金必 须经过固溶处理,由于其 具有比奥氏体不锈钢高得多的加工硬化率,所以成 形设备要细心考虑。如果执 行了冷成形工艺,那么有必要进行级间退火。

冷加工变形量超过 15%时,使用前要固溶处理。4:热处理

固溶热 处理温度要控制在 1060~1080℃之间,之后进 行水冷淬火或材料厚度在

1.5mm 以上时 可以快速空冷以获得最好的耐蚀性能。在任何 加热操作过程中,材料的表面清 洁均要有预先的防范。哈氏合 金材料或设备部件在进行热处理时要注意以下一些问题:为了防 止设备部件热处理变形,应采用不锈钢加强环;对装炉温度、加热和冷却时间应严格控制;装炉前,对热处 理件进行预处理,防止产生热裂纹;热处理后,对热处理件 100%PT;在热处 理过程中如产生热裂纹,经过打 磨消除后需补焊者,要采用专门的补焊工艺。

5:除垢

哈氏 B-2  合金表 面的氧化物和焊缝附近的污点都要以精细的砂轮等打磨干净。由于哈氏B-2 合金对 氧化性介质比较敏感,因此酸 洗过程中会产生较多的含氮元

素的气体。

6:机加工

哈氏 B-2 合金要 以退火状态进行机加工,对它的 加工硬化要有清醒的认识,例如: 相对于 标准奥氏体不锈钢要采用较慢的表面切削速度,对于表 面的硬化层要采用较大的进刀量,并使刀 具处于连续的工作状态。

7:焊接

哈氏 B-2 合金焊 缝金属及热影响区由于易析出β相而导致贫 Mo,从而易 于产生晶间腐蚀,因此,哈氏 B-2 合金的 焊接工艺应谨慎制定,严格控制。一般焊接工艺如下: 焊材选用 ERNi-Mo7;焊接方法 GTAW;控制层间温度不大于 120℃;焊丝直径φ2.4φ3.2;焊接电流 90~150A。同时,施焊前,焊丝、被焊接 件坡口及相邻部位应进行去污脱脂处理。

哈氏 B-2 合金热 传导系数比钢小得多,如选用单 V 型坡口,则坡口角度要在 70°


左右,采用较低的热输入量。

通过焊 后热处理可以消除残余应力并改善抗应力腐蚀断裂性能。

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