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Hastelloy C-276合金(哈氏C-276合金)
1. 物理(lǐ)性能
密度:8.90g/cm3, 比熱:425J/kg/k, 彈性模量:205Gpa(21℃)
2. 耐(nài)蝕性(xìng)能
哈氏C-276合金屬於鎳-鉬-鉻-鐵-鎢係鎳基(jī)合金。它(tā)是現代金屬材料中最耐蝕的一種。主要耐濕氯、各種氧化性氯化物、氯(lǜ)化鹽溶液、硫酸與氧化性鹽,在低溫與中溫(wēn)鹽酸中均(jun1)有很好(hǎo)的(de)耐蝕性能(néng)。因此,近三十(shí)年以來、在苛刻的腐蝕環境中,如化工(gōng)、石油化工(gōng)、煙氣脫硫、紙漿和造(zào)紙、環保等工(gōng)業領域有著相當廣泛的(de)應用。
哈氏C-276合金的(de)各種腐蝕數據是有其典(diǎn)型性的,但是不能用作規範,尤其是在不明環境(jìng)中,必須要經(jīng)過試驗才可以選材。哈氏C-276合金(jīn)中沒有足(zú)夠的Cr來耐強氧化性環境的腐蝕,如熱的濃(nóng)硝酸。這種合(hé)金的產(chǎn)生主要是針對化工過(guò)程環境,尤其是存在混(hún)酸的情況下,如煙氣脫硫係統的出料管等。下表是四種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鎢極氬弧焊)
四種金屬在不同環境下的腐蝕對比試驗(yàn)
試驗環境
(沸騰) |
腐蝕率(毫米/) |
|||||
典(diǎn)型316
|
AL-6XN
|
Inconel625 |
C-276
|
|||
基本(běn)
金屬試樣 |
焊(hàn)接
試樣 |
基本
金(jīn)屬 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(lín)酸 |
0.177 |
0.155 |
0.007 |
0.006 |
0.001 |
0.001 |
10%
氨基磺酸 |
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(shì)C-276合金可以用作燃煤(méi)係統的煙氣脫硫部件,在這種環境下C-276是最耐蝕的材料。下表是C-276合金和典型316在煙氣模擬(nǐ)係(xì)統“綠色死亡”溶液中的腐蝕對比試驗情況。
“綠色死亡”溶液中的腐(fǔ)蝕對比試驗
“綠色死亡”溶液(沸騰) |
腐蝕率(mm/a) |
|
典型316 |
C-276 |
|
7%硫酸(suān) |
破壞 |
0.67 |
3%鹽酸 |
||
1%CuCl2 |
||
1%FeCl3 |
由上表可見,C-276合金(jīn)對混合的具有氯離子的酸、鹽溶液有很好(hǎo)的耐蝕(shí)性能。
哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的加入將C-276合金的耐點蝕(shí)和縫隙腐蝕的能力大大提高。C-276合金在海水環境中被認(rèn)為是惰性的,所以C-276被廣泛地(dì)應用在海(hǎi)洋、鹽水(shuǐ)和高氯環境中,甚至在強酸低 PH值情況下。下表(biǎo)是(shì)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對比情況。
縫隙腐蝕發生情況
縫隙(xì)腐蝕發生溫度 |
°F |
°C |
典(diǎn)型316 |
27 |
2.5 |
AL-6XN |
113 |
45 |
Inconel625 |
113 |
45 |
C-276 |
140 |
60 |
C-276合金中高(gāo)含量的Ni和Mo使其對氯離(lí)子應(yīng)力腐蝕斷裂也有很強的抵抗能力,下表是四種金屬(shǔ)在不同含氯(lǜ)離子溶液中的應力腐蝕斷裂試驗情(qíng)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)和試驗結果 |
|||
典型316 |
AL-6XN |
Inconel625 |
C-276 |
|
42%MgCl2(沸騰) |
失敗(24小時(shí)) |
兼有(1000小時) |
抵抗(1000小(xiǎo)時) |
抵抗(1000小(xiǎo)時) |
33%LiCl(沸騰) |
失敗(bài)(100小時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
26%NaCl(沸騰) |
失敗(300小時) |
抵抗(kàng)(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
3. 焊接及熱處理
C- 276合金的焊接(jiē)性能和普通奧氏體不鏽鋼相似(sì),在使(shǐ)用一種焊接方法對(duì)C-276焊接之前,必須要采取措施以使焊縫及熱影響(xiǎng)區的抗腐蝕性能下降最(zuì)小,如鎢極氣體保護焊(hàn)(GTAW)、金屬(shǔ)極氣(qì)體(tǐ)保護焊(GMAW)、埋弧焊或其他一些可以使(shǐ)焊縫及熱影響區抗腐蝕性(xìng)能(néng)下降最小的(de)焊接方法。但(dàn)對於諸如氧炔焊等有可能增加材料焊(hàn)縫及熱(rè)影響區含碳量或含矽量的焊接(jiē)方法是不適合(hé)采用的。
關於焊接接頭形式的(de)選擇,可以參照(zhào)ASME鍋(guō)爐與壓力容器規範對C-276焊(hàn)接接頭的成功經驗。
焊接坡口(kǒu)最好采用機械加(jiā)工的方法,但是機械加工會帶來加工硬化,所(suǒ)以對(duì)機械加工的坡口處進行焊接(jiē)前打磨是必要的。
焊接時要采用適(shì)宜的熱(rè)輸入速度,以防止熱裂紋的產(chǎn)生。
在絕大多數腐蝕環(huán)境(jìng)下,C-276都能以焊接件的形式應用。但在十分苛刻的環境中,C-276材料及(jí)焊接件要進行固溶熱(rè)處理以獲得最好的抗(kàng)腐蝕性能。
C-276合金的焊接可以選擇自身作焊接材料(liào)或填(tián)料金屬。如要求在C-276的焊(hàn)縫中添加某(mǒu)些成分,象其它鎳基合金或不鏽鋼,並且這些焊(hàn)縫將暴露(lù)在腐蝕環境中時,那麽,焊(hàn)接所用(yòng)的焊條或焊絲則要求有和母材(cái)金屬耐腐蝕相(xiàng)當的性能。
哈氏C-276合金材料固溶熱處理包(bāo)括(kuò)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(zuǒ)右),這樣處理後的材(cái)料有很好的耐蝕性能。因此僅對哈氏C-276合金進行消應力熱處理是無效的。在熱處理之前(qián)要清理合(hé)金表麵的油汙等可能在熱處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)熱處理時會產生氧化物,使合(hé)金中的(de)Cr含量降低,影響耐(nài)蝕性能,所以要對其進行表(biǎo)麵清理。可以使用不鏽鋼絲刷或砂輪,接(jiē)下(xià)來浸入適當比例(lì)硝酸和氫氟酸的混合液中酸洗,最後用清水衝洗幹淨。