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鋼種(鋼材牌號)鎳基耐蝕合金C-276(哈氏合金 C-276)簡介

氏合金 C-276,Hastelloy? C-276,NS334,UNS N10276,國標: 00Cr16Ni60Mo16W4

     C-276是一種含鎢元素的鎳-鉻-鉬合金,以其在各種腐蝕性介質中的耐腐蝕性而著稱。因鉬含量高,因而耐局部腐蝕如點蝕。因為碳含量低,在焊接過程中碳化物析出降至最低,故能保持焊接接頭熱影響區的抗晶間侵蝕能力。

哈氏合金 C-276-2.jpg

發展歷史

      00Cr16Ni60Mo16W4(C-276)合金于1965年問世,1970年后采用爐外精煉工藝(AOD,VOD)進行生產,以獲得超低碳(C≤0.02%)和高純度的合金內在質量。為了降低0Cr16Ni60Mo16W4(Hastelloy C)合金的焊后和熱成型后的晶間腐蝕的敏感性和脆性,克服HastelloyC合金焊后或熱成型后尚需要進行固溶處理的嚴重缺點,除低碳量(C≤0.02%)外,還降低了合金中的硅量到≤0.08%。降低碳量可減少合金中碳化物的析出數量;降低硅含量可減少合金中金屬間相的沉淀數量,從而達到提高合金耐晶間腐蝕性能的目的。與此同時,合金的塑、韌性和加工成型性也有極大改善。

化學成分及組織特點

   C-276合金的典型控制化學成分見表1,其特點是低碳、低硅。組織特點與HastelloyC合金相同,只是合金中的碳化物、金屬間相的數量有所減少。

表1 C-276合金的典型控制成分/%

Ni

Cr

Mo

W

Fe

Si

C

57

16

16

4

5

0.04

0.005

C-276特性   

     C-276因其極低的碳和硅含量,可以減輕焊接時的壓力。與其他鎳合金一樣,它具有延展性、易于形成和焊接,并且在含氯化物的溶液中具有極佳的抗應力腐蝕開裂性能(奧氏體不銹鋼易發生這種退化)。鉻和鉬含量高,能抵抗氧化和非氧化酸,在氯化物和其他鹵化物的存在下,具有優異的抗點蝕和縫隙腐蝕性能。此外,在酸性油田環境中,它對硫化物應力開裂和應力腐蝕開裂具有很強的抵抗能力。

哈氏合金 C-276-3.jpg

C-276耐蝕性能    

⑴ 全面腐蝕 一般情況下C-276的耐全面腐蝕性能與HastelloyC相當。

⑵  局部腐蝕   當在600~1150℃敏化或焊后冷卻時,此合金中仍有二次碳化物和一些金屬間相析出,因而在某些介質條件下仍然影響C-276合金在焊接用途的使用。

在5%FeCl3+10%NaCl溶液中,室溫下試驗72小時,C-276合金無論是焊態、固溶態,還是焊后熱處理態均無點蝕產生。在一些介質中,C-276合金耐點蝕試驗結果。

在10%FeCl3中進行的縫隙腐蝕試驗的結果表明,C-276耐縫隙腐蝕性能也是較好的。    

 ⑶  加速腐蝕試驗 加速腐蝕試驗是為了迅速確定C-276的耐蝕性是否滿足實際工廠腐蝕環境的需要。加速腐蝕試驗所選用的介質一般要較實際使用條件更加苛刻。對Ni-Cr-Mo型耐蝕合金而言,按規定要進行鹽酸彎曲試驗和硫酸鐵試驗。

     鹽酸彎曲試驗系在10%沸騰HCl酸中試驗24h,然后將試樣彎曲180°。焊接試樣則要求垂直于焊縫方向彎曲,且彎曲中部要位于熱影響區。彎曲后的試樣在放大10倍下觀察有無晶間開裂現象。

    硫酸鐵試驗系在50%H2SO4+42g/L Fe2(SO4)3沸騰溶液中試驗24h。若有晶間腐蝕存在,則試樣的腐蝕會加速。對于C-276合金,可允許的最高腐蝕速度為1.02mm/月或12.24mm/a。

C-276加工性能

    焊接性能  C-276合金焊接性能好,可以采用通用的焊接方法進行焊接而無特殊困難。而TIG、MIG和手工電弧焊則是最常用的。但當用于耐蝕用途時,不推薦選用乙炔焊方法。焊接過程中要防止熱輸入過大,對于埋弧焊更應特別注意。

   冷熱加工及成型性能 C-276合金與Hastelloy C合金的冷熱加工及成型性能相同。  

    C-276合金可熱鍛、熱軋、熱壓、熱擠壓、熱成型。但與奧氏體不銹鋼相比,它對應變和應變率更為敏感,且熱工作溫度范圍較窄。例如,熱鍛件的推薦始鍛溫度為1232℃(2250℉),推薦終鍛溫度為954℃(1750℉)。適度的變形量和頻繁的加熱可以提供最好的效果。這種合金比大多數奧氏體不銹鋼更硬,在冷成形過程中需要更多的能量。

   此外,與大多數奧氏體不銹鋼相比,C-276合金更容易硬化,并且可能需要幾個道次的冷作和中間退火。而冷加工通常不影響抗一般腐蝕,以及氯化物引起的點蝕和縫隙攻擊,它可以影響抗應力腐蝕開裂。因此,為了獲得最佳的腐蝕性能,冷加工零件的再退火(在纖維延伸率達到7%或以上的情況下)是很重要的。

   熱處理 在沒有特殊規定和要求的情況下,C-276合金進行固溶處理。即在1121℃下加熱后急冷。在此種狀態下,C-276合金才具有最佳的耐蝕、力學等綜合性能。

哈氏合金 C-276-1.jpg

C-276主要應用領域

   C-276合金在冶金廠可生產板(包括薄板和中、厚板)、管、絲、帶、棒材以及鍛件和鑄件。

   C-276用于化學處理、污染控制、紙漿造紙、工業和城市垃圾處理以及含硫天然氣回收。

    C-276對各種化工工藝介質(特別是還原性酸性介質)的點蝕和縫隙腐蝕、均勻腐蝕和應力腐蝕開裂有較強的耐腐蝕性。因為主要針對還原性介質所展現的良好的抗腐蝕性(即使存在鹵素的情況下),該合金已成為主宰化工行業各類應用的真正主力。在化學加工中,合金用于熱交換器、反應容器、蒸發器、輸送管和柱等部件。

    C-276在空氣污染控制方面的應用包括煙囪襯管、管道、阻尼器、洗滌器、煙道氣體再加熱器、風扇和風扇外殼。

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