哈氏合金是一種鎳基耐腐蝕合金,主要分成鎳-鉻合金與鎳鉻鉬合金兩大類。哈氏合金具有良好的抗腐蝕性和熱穩(wěn)定性,多用于航空事業(yè),化學(xué)領(lǐng)域等。哈氏合金(Hastelloy alloy)就是美國哈氏合金國際公司所生產(chǎn)的鎳基耐蝕合金的商業(yè)牌號的統(tǒng)稱。
( 0Cr33Ni55Mo8) Hastelloy G35 合金與其他 Hastelloy G合金系列中的G、G3、G30相比,0Cr33Ni55Mo8(G35)合金中不含銅但含鉻、鎳量最高,鐵量最低,而含碳量上限又較高(≤0.05%).開發(fā)此合金的主要目的是為滿足在濕法磷酸生產(chǎn)中非常苛刻的腐蝕環(huán)境中使用的蒸發(fā)器等裝置的需求。與傳統(tǒng)用于濕法磷酸中的高鉻不銹鋼和一些鐵鎳基耐蝕合金相比,0Cr33Ni55Mo8合金不僅耐蝕性優(yōu)異,而且對氯化物應(yīng)力腐蝕的敏感性也較低,同時耐點蝕、耐縫隙腐蝕的性能也優(yōu)良。
一、化學(xué)成分和組織特點
( 0Cr33Ni55Mo8) Hastelloy G35 合金的典型化學(xué)成分見表3-5-88,此合金的組織特點尚未見具體報道。
二、耐腐蝕性能
1. 全面腐蝕
表3-5-89中列人了0Cr33Ni55Mo8(G35)合金在各種酸中的耐蝕性。可以看出,G35合金在各種酸中耐全面腐蝕的性能要優(yōu)于所試驗的Inconel 625合金。在濕法磷酸中的試驗表明(圖3-5-80),0Cr33Ni55Mo8合金的耐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于在濕法磷酸中廣泛應(yīng)用的28合金(Sanicro 28)也優(yōu)于G30和C-2000合金。
圖3-5-81~圖3-5-85系 G35 合金在5種酸中的等腐蝕圖。從圖中耐腐蝕(<0.01mm/a)濃度、溫度范圍可看出,在所試驗的條件下,可耐常壓下任何溫度、任何濃度 HNO3 的腐蝕,在磷酸中,此合金的使用范圍當(dāng)濃度<60%時,溫度可達(dá) 110℃。
2. 局部腐蝕
0Cr33Ni55Mo8合金的耐氯化物(45%MgCl2,沸騰溫度)應(yīng)力腐蝕性能良好,優(yōu)于 G30 合金 和 316L不銹鋼以及超級奧氏體不銹鋼254 SMo、鐵鎳基耐蝕合金28、31等(見表3-5-90)。
表3-5-91系0Cr33Ni55Mo8合金耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能。由于此合金的耐點蝕當(dāng)量值(PRE值)高達(dá)59,故其耐點蝕、耐縫隙腐蝕溫度不僅優(yōu)于G30合金,同時也較共同試驗的316不銹鋼和超級不銹鋼254 SMo、鐵鎳基耐蝕合金28、31等為佳。
三、力學(xué)性能
表3-5-92~表3-5-94分別列出了0Cr33Ni55Mo8合金的室溫、高溫瞬時力學(xué)性能和固溶處理并從427~649℃時效2000h后的沖擊韌性。從這些結(jié)果可明顯看出,0Cr33Ni55Mo8合金不僅強度高,塑性好,而且即使中溫長期時效也具有良好的沖擊韌性。
四、熱處理工藝
( 0Cr33Ni55Mo8) Hastelloy G35 合金的熱處理工藝約為1210℃加熱,保溫后快冷。此合金系固溶處理態(tài)使用。
五、冷熱加工和成型性
( 0Cr33Ni55Mo8) Hastelloy G35 合金由于不含銅,故熱加工性會優(yōu)于含銅的G、G3、G30合金。由于0Cr33Ni55Mo8合金塑性高,故易冷加工和冷成型,而合金冷成型常常是此合金最為優(yōu)選的成型工藝。但由于0Cr33Ni55Mo8合金的強度和加工硬化傾向遠(yuǎn)高于鉻鎳奧氏體不銹鋼,因此冷加工和冷成型不僅需更大外力,而且必須及時進行消除應(yīng)力熱處理。
六、焊接性能
( 0Cr33Ni55Mo8) Hastelloy G35 合金的可焊性良好并與C-276相近。薄板焊接宜選用GATW,中厚板焊接宜選GMAW。氣體保護焊優(yōu)先采用帶藥皮的焊條,為了減少熱影響區(qū)二次相的沉淀,最高層間溫度要低于93℃。
由于合金冷加工件的直接焊接會帶來諸多問題,因此,合金件冷加工后必須先進行固溶處理,然后才能進行焊接。
表3-5-95系 0Cr38Ni55Mo8合金焊接件的力學(xué)性能。
七、物理性能
( 0Cr33Ni55Mo8) Hastelloy G35 合金的物理性能見表 3-5-96。
八、應(yīng)用
( 0Cr33Ni55Mo8) Hastelloy G35 合金主要應(yīng)用于濕法磷酸生產(chǎn)中的蒸發(fā)器,硝酸與氫氟酸溶液的酸洗用容器;化學(xué)工業(yè)中的硝酸和氯化物的腐蝕環(huán)境中的設(shè)備和構(gòu)件;苛性介質(zhì)中和系統(tǒng)裝置以及耐高溫(650℃)腐蝕的部件等。