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Hastelloy C-276 合金(哈氏 C-276 合金) 镍-钼-铬-铁-钨系镍 基合金系列产品

发布日期:2018-08-13 15:17:19 访问次数:63

Hastelloy C-276 合金(哈氏 C-276 合金) 镍-钼-铬-铁-钨系镍
基合金系列产品

Hastelloy C-276 合金(哈氏 C-276 合金)

一、耐蚀性能

哈氏 C-276 合金属于镍----钨系镍基合金它是现 代金属材料中最耐蚀的一种。主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐,在低温与中温盐酸中均 有很好的耐蚀性能。
因此,近三十年以来、在苛刻的腐蚀环境中,如化工、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等 工业领域有着相当广泛的应用。

哈氏 C-276 合金的 各种腐蚀数据是有其典型性的,但是不能用作规范,尤其是在不明环境中,必须要 经过试验才可以选材。哈氏 C-276 合金中没有足够的 Cr 来耐强氧化性环境的腐蚀,如热的浓硝酸。这种合 金的产生主要是针对化工过程环境,尤其是存在混酸的情况下,如烟气 脱硫系统的出料管等。下表是 四种合金在不同环境下的腐蚀对比试验情况。(所有焊 接试样采用自熔钨极氩弧焊)

         哈氏 C-276 合金可 以用作燃煤系统的烟气脱硫部件,在这种环境下 C-276 是最耐蚀的材料。下表是 C-276 合金和典型 316 在烟气模拟系统“绿色死亡”溶液中 的腐蚀对比试验情况。


 

“绿色死亡”溶液中 的腐蚀对比试验

“ 绿 色 死 亡 ” 溶 液

 

(沸腾)

腐蚀率 (mm/a)

典型316

C-276

7%硫酸

 

 

破坏

 

 

0.67

3%盐酸

1%CuCl2

1%FeCl3

 

由上表可见,C-276 合金对 混合的具有氯离子的酸、盐溶液 有很好的耐蚀性能。哈氏C-276合金中CrMoW的加入将C-276 合金的 耐点蚀和缝隙腐蚀的能力大

大提高。C-276 合金在 海水环境中被认为是惰性的,所以C-276 被广泛地应用在海洋、盐水和高氯环境中,甚至在强酸低PH值情况下。下表是四种金属在 6%FeCl3(ASTM 标准G-48 执行)溶液中 发生缝隙腐蚀的对比情况。

缝隙腐蚀发生情况

 

合金

缝隙腐蚀发生温度

°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  Mo 使其对 氯离子应力腐蚀断裂也有很强的抵抗能力, 下表是 四种金属在不同含氯离子溶液中的应力腐蚀断裂试验情况。

氯离子 应力腐蚀断裂试验情况


二、物理性能

C-276 合金的 物理性能如下表所示:

密度:8.90g/cm3比热:425J/kg/k, 弹性模量:205Gpa(21)

热传导率

温度

热传导率

W/m.K

-168

7.3

-73

8.7

21

10.2

93

11.0

204

13.0

316

15.1

427

17.0

538

19.0

线膨胀系数

线膨胀系数

从 21℃到

线膨胀系数

10-6 /

93

11.2

204

12.0

316

12.8

427

13.2

538

13.4

 

三、机械性能

典型的 C-276 合金的 拉力试验结果如下表所示,其材料是在 1150℃退火,并以水急冷。

力学性能试验值


21

415

790

50

93

380

725

50

204

345

710

50

316

315

675

55

427

290

655

60

538

270

640

60

 

 C-276 合金进 行冷变形加工会使其强度增加。在对其 进行冲击试验时,形槽冲击试样采用 10mm 厚的板材(板材要经过退火处理,如果试 样是采用焊接的试样,则在同样的温度范围,它会显 示出一定的柔韧性,这是因为焊缝的原因。板材冲 击试验结果如下表所示。

试验温度(℃)

V 形槽试样冲击功(J

-196

245

21

325

200

325

C-276 合金和 普通奥氏体不锈钢有相似的成形性能。但由于 其比普通奥氏体不锈钢的强度要大,所以,在冷成 形加工过程中会有更大应力。此外,这种材 料的加工硬化速度比普 通不锈钢快得多,因此在 有广泛冷成形加工过程中,要采取中途退火处理。

 

四、焊接及热处理

C-276 合金的 焊接性能和普通奥氏体不锈钢相似,在使用 一种焊接方法对 C-276 接之前,必须要 采取措施以使焊缝及热影响区的抗腐蚀性能下降最小,如钨极气体保护焊(GTAW、金属极气体保护焊(GMAW、埋弧焊 或其他一些可以使焊缝及热影响区抗腐 蚀性能下降最小的焊接方法。但对于 诸如氧炔焊等有可能增加材料焊缝及热影响区含碳量或含硅量的焊接方法是不适合采用的。

关于焊 接接头形式的选择,可以参照 ASME 锅炉与 压力容器规范对 C-276 焊接接头的成功经验。

焊接坡 口最好采用机械加工的方法,但是机 械加工会带来加工硬化,所以对 机械加工的坡口处进行焊接前打磨是必要的。

焊接时 要采用适宜的热输入速度,以防止热裂纹的产生。

在绝大 多数腐蚀环境下,C-276 都能以 焊接件的形式应用。但在十 分苛刻的环境中,

C-276 材料及 焊接件要进行固溶热处理以获得最好的抗腐蚀性能。


C-276 合金的 焊接可以选择自身作焊接材料或填料金属。如要求在 C-276 的焊缝中添加某些成分,象其它 镍基合金或不锈钢,并且这 些焊缝将暴露在腐蚀环境中时,那么, 焊接所 用的焊条或焊丝则要求有和母材金属耐腐蚀相当的性能。

哈氏 C-27合金材 料固溶热处理包括两个过程:1 1040~1150℃加热;2在两分 钟之内快速冷却至黑色状态400℃左右,这样处 理后的材料有很好的耐蚀性能。因此仅对哈氏 C-276 合金进 行消应力热处理是无效的。在热处 理之前要清理合金表面的油污等可能在热处理过程中产生碳元素的一切污垢。

C-276 合金表 面在焊接或热处理时会产生氧化物,使合金中的 Cr 含量降低,影响耐蚀性能,所以要 对其进行表面清理。可以使 用不锈钢丝刷或砂轮,接下来浸入适当比例硝酸 和氢氟酸的混合液中酸洗,最后用清水冲洗干净。

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