科技改變生活 · 科技引領未來
哈氏合金概述哈氏合金是美國HaynesIntermational公司和商業名稱,常用的有B一2、C一276、G3和B一3等,它具有強度高、延性好、硬度高和易被加工硬化的特性。最重要的是這種以鎳鉬為基礎的合金,有良好的耐鹽酸、醋酸、硫酸等還原
哈氏合金概述
哈氏合金是美國 Haynes Intermational 公司和商業名稱,常用的有B一2、C一276、G3和B一3等,它具有強度高、延性好、硬度高和易被加工硬化的特性。最重要的是這種以鎳鉬為基礎的合金,有良好的耐鹽酸、醋酸、硫酸等還原性介質或氧化性介質的腐蝕。因此越來越廣泛地運用到化學工業、制藥工業、農業化學工業、紙漿和造紙、煙氣脫硫、海水環境、垃圾處理、陶瓷工業、玻璃工業、電子行業及電鍍工業、金屬表面處理等加工業中。
哈氏B一3合金是繼B一2合金之后的另一種鎳基高級合金。它有一個專門設計的化學成分,從而使其達到比其它哈氏合金如B一2有更高水平的熱穩定性?并有優良的抗點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕、刀狀腐蝕以及熱影響區腐蝕的能力。由于B一3合金提高了熱穩定性以后,使得像B一2合金零件加工制造過程中所遇到的問題減到更少,這是由于降低了在B一3合金中有害的中間相的沉淀趨勢。從而提供了比B一2合金在鑄造、焊接等熱循環條件下有更高的可延展性。
這種鎳-鉬合金在環境溫度至高溫條件下,對所有濃度的鹽酸都有出色的抗性。它還可耐受硫酸、乙酸、甲酸和磷酸以及其他非氧化性介質。B-3 還具有出色的抗點蝕和抗應力腐蝕破裂能力。在有三價鐵和二價銅鹽存在的環境中,建議不要使用 Hastelloy B-3 合金。
B-3合金的材料特性
在所有濃度和溫度條件下對鹽酸都有出色的抗性,耐受硫酸、乙酸、甲酸和磷酸以及其他非氧化性介質出色的抗點蝕和抗應力腐蝕破裂能力.
典型應用
化學加工
Hastelloy B 系列合金通常應用于苛刻的強腐蝕環境,廣泛應用于化工、石化、能源和污染控制等領域,尤其適用于在硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸等工業中, 如鹽酸的蒸餾,濃縮 ;低壓羰基合成醋酸(HAC); 鹵化丁基橡膠(HIIR);聚氨酯原料和乙苯烷基化生產等工藝設備中。
由于價格昂貴,Hastelloy B 系列合金應用相對比較集中,主要集中于醋酸生產(羰基合成法)和一 些硫酸回收系統中,如醋酸工程中的蒸發器 和稀硫酸貯罐 。
Hastelloy B-3合金介紹
Hastelloy B-3(以下簡寫成B-3)合金是20世紀90年代進入市場,2003年獲得發明專利的第三代鎳-鉬合金,是B-2合金的升級版本,是當今Hastelloy B 系列合金的最新成果,也是目前市場上唯一廣泛使用的鎳-鉬合金。
與B-2合金相比,B-3合金的最大優點在于短時暴露于中溫仍能保持很好的延展性。在與制造有關的熱過程中,經常會遇到短時暴露于中溫這種情況,諸如在 700 ℃這樣的溫度下極短的暴露也會使 B-2合金嚴重脆化,但B-3合金在長達幾個小時的時間內也不會脆化,顯示出對這種脆化具有顯著的耐受性,這為合金被加工成復雜部件提供了極大的便利,比如封頭成型。這是由于B-3合金對成分進行了特別的優化調整,在中溫區(600~800 ℃)沉淀反應變緩慢,并形成Ni;Mo(γ相)金屬間相,改善了B-2在通過中溫時容易析出NiMo(β相)沉淀相的缺點。在中溫秒中(C)區熱穩定性上 B-3合金極大的優越于 B-2三加工性能有了很大提升,有更好的成形和焊接性能。
B-3合金的抗均勻腐蝕性能與 B-2相同。與B-2 相比,B-3合金對點腐蝕、應力腐蝕開裂、刀狀腐蝕和焊接熱影響區腐蝕開裂的抗力均有很大的提高4。與 B-2合金一樣,B-3不建議在存在鐵鹽或銅鹽的酸中使用,因為這樣會導致合金快速腐蝕失效。
當鹽酸接觸到鐵和銅時,會與之發生化學反應生成三價鐵鹽和二價銅鹽。
由于B-3合金在中溫不容易析出有害的金屬間相,這種熱穩定性的改善使其在各種熱循環下比 B-2耐蝕性能得到提高,制造性能得到改善,具有優異的 冷熱成型和焊接性能,可在 -196 ~ 400 ℃的溫度范圍內使用。
力學性能
哈氏合金具有高強度、高韌性、高硬度和易加工硬化,變形抗力和回彈較大的特性。哈氏合金的
室溫屈強比為 0.20 ~ 0.55,與奧氏體不銹鋼(約為0.35 ~ 0.4)相當。因此,哈氏合金具有良好的冷成形性能,可使容器具有較大的塑性儲備。B-3 合金具有非常嚴重的冷作加工硬化趨勢,這使得封頭成形極為困難,往往需要 1 ~ 2 次中間的固溶處理,以軟化材料。
結語
Hastelloy B 系列合金是強度高、耐蝕性好的材料,但其價格昂貴,對制造工藝要求高,需謹慎對待。在選材時應選擇最新的 B-3 合金,利于成形與焊接。
金同東