特殊材料知識黑板報

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　　篇一：特殊材料知識

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　　目錄哈氏合金哈氏B2合金哈氏C276合金哈氏C59合金哈氏C22合金蒙乃爾400 因康鎳600合金

　　因克羅依800、800H、800AT合金鉭

　　Zirconium

　　不銹鋼

　　奧氏體不銹鋼904L 奧氏體不銹鋼33 超級奧氏體不銹鋼926 超級鐵素體不銹鋼AL_29_4C 高純鐵素體不銹鋼E_BRITE26_1 雙相不銹鋼

　　標準雙相不銹鋼2205 超級雙相不銹鋼255

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　　哈氏合金(Hastelloy alloy)

　　一、引言

　　哈氏合金是鎳基合金的一種，目前主要分為B、C、G三個系列，它主要用于鐵基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不銹鋼、非金屬材料等無法使用的強腐蝕性介質場合，在國外已廣泛應用于石油、化工、環保等諸多領域。其牌號和典型使用場合如下表所示。

　　哈氏合金牌號

　　為改善哈氏合金的耐蝕性能和冷、熱加工性能，哈氏合金先后進行了三次重大改進，其發展過程如下：

　　B系列：B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3

　　C系列：C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)

　　G系列：G → G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu） → G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu) 目前使用最廣泛的是第二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。第三代材料N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59)處于推廣階段。由于冶金技術的進步，近年來出現了多個牌號的含~6%Mo的所謂“超級不銹鋼”，替代了G系列合金，使得G系列合金的生產和使用迅速下降。

　　二、典型哈氏合金化學成分

　　材料的化學成分

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　　三、力學性能

　　哈氏合金的力學性能非常突出，它具有高強度、高韌性的特點，所以在機加工方面有一定的難度，而且其應變硬化傾向極強，當變形率達到15%時，約為18-8不銹鋼的兩倍。哈氏合金還存在中溫敏化區，其敏化傾向隨變形率的增加而增大。當溫度較高時，哈氏合金易吸收有害元素使它的力學性能和耐腐蝕性能下降。

　　材料的力學性能

　　四、常用哈氏合金

　　1、耐蝕性能

　　哈氏B-2合金是一種有極低含碳量和含硅量的Ni-Mo合金，它減少了在焊縫及熱影響區碳化物和其他相的析出，從而確保即使在焊接狀態下也有良好的耐蝕性能。

　　眾所周知，哈氏B-2合金在各種還原性介質中具有優良的耐腐蝕性能，能耐常壓下任何溫度，任何濃度鹽酸的腐蝕。在不充氣的中等濃度的非氧化性硫酸、各種濃度磷酸、高溫醋酸、甲酸等有機酸、溴酸以及氯化氫氣體中均有優良的耐蝕性能，同時，它也耐鹵族催化劑的腐蝕。因此，哈氏B-2合金通常應用于多種苛刻的石油、化工過程，如鹽酸的蒸餾，濃縮；乙苯的烷基化和低壓羰基合成醋酸等生產工藝過程中。

　　但在哈氏B-2合金多年的工業應用中發現：（1）哈氏B-2合金存在對抗晶間腐蝕性能有相當大影響的兩個敏化區：1200~1300℃的高溫區和550~900℃的中溫區；（2）哈氏B-2合金的焊縫金屬及熱影響區由于枝晶偏析，金屬間相和碳化物沿晶界析出，使其對晶間腐蝕敏感性較大；（3）哈氏B-2合金的中溫熱穩定性較差。當哈氏B-2合金中的鐵元素含量降至2%以下時，該合金對β相（即Ni4Mo相，一種有序的金屬間化合物）的轉變敏感。當合金在650~750℃溫度范圍內停留時間稍長，β相瞬間生成。β相的存在降低了哈氏B-2合金的韌性，使其對應力腐蝕變得敏感，甚至會造成哈氏B-2合金在原材料生產(如熱軋過程中)、設備制造過程中（如哈氏B-2合金設備焊后整體熱處理）及哈氏B-2合金設備在服役環境中開裂。現今，我國和世界各國指定的有關哈氏B-2合

　　金抗晶間腐蝕性能的標準試驗方法均為常壓沸騰鹽酸法，評定方法為失重法。由于哈氏B-2合金是抗鹽酸腐蝕的合金，因此，常壓沸騰鹽酸法檢驗哈氏B-2合金的晶間腐蝕傾向相當不敏感。國內科研機構用高溫鹽酸法對哈氏B-2合金進行研究發現：哈氏B-2合金的耐蝕性能不僅取決于其化學成分，還取決于其熱加工的控制過程。當熱加工工藝控制不當時，哈氏B-2合金不僅晶粒長大，而且晶間會析出現高Mo的σ相，此時，哈氏B-2合金的抗晶間腐蝕的性能明顯下降，在高溫鹽酸試驗中，粗晶粒板與正常板的晶界浸蝕深度相差約一倍左右。

　　2、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, 熔點：1330~1380℃，磁導率：(℃，RT)≤1.001

　　物理性能

　　3、化學成分

　　化學成分

　　四、機械性能

　　哈氏B-2合金的一般機械性能如下列兩表所示

　　室溫下的最小力學性能值（參考DIN/ASTM標準）

　　高溫下的最小力學性能值

　　五、造與熱處理

　　1：加熱

　　對于哈氏B-2合金來說，在加熱前和加熱過程中表面保持清潔并遠離污染物是十分重要的。如果哈氏B-2合金在含有硫、磷、鉛或其他低熔點金屬污染物的環境下加熱，則會變脆，這些污染物的來源主要包括標記筆痕跡、溫度指示漆、油脂和液體、煙氣。此煙氣必須含硫低；例如：天然氣和液化石油氣含硫量不超過0.1%，城市空氣含硫量不超過0.25g/m3,燃料油的含硫量不超過0.5%即為合格。

　　對加熱爐的氣體環境要求是中性環境或輕還原性環境，并且不可以在氧化性和還原性之間波動。爐中的火焰不可以直接沖擊哈氏B-2合金。同時要以最快的加熱速度把材料加熱到要求達到的溫度，即要求首先要把加熱爐的溫度上升到要求溫度，再把材料放入爐中加熱。

　　2：熱加工

　　哈氏B-2合金可以在900~1160℃范圍內進行熱加工，加工過后應該以水淬火。為了確保有最好的耐蝕性能，熱加工過后應該退火。

　　3：冷加工

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