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Hastelloy C-276合金(哈氏C-276合金)
1. 物理性能
密度：8.90g/cm3, 比熱：425J/kg/k, 彈性模量：205Gpa(21℃)
2. 耐蝕性能
哈氏C-276合金屬于鎳-鉬-鉻-鐵-鎢系鎳基合金。它是現(xiàn)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、氯化鹽溶液、硫酸與氧化性鹽，在低溫與中溫鹽酸中均有很好的耐蝕性能。因此，近三十年以來、在苛刻的腐蝕環(huán)境中，如化工、石油化工、煙氣脫硫、紙漿和造紙、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域有著相當廣泛的應用。
哈氏C-276合金的各種腐蝕數(shù)據(jù)是有其典型性的，但是不能用作規(guī)范，尤其是在不明環(huán)境中，必須要經(jīng)過試驗才可以選材。哈氏C-276合金中沒有足夠的Cr來耐強氧化性環(huán)境的腐蝕，如熱的濃硝酸。這種合金的產(chǎn)生主要是針對化工過程環(huán)境，尤其是存在混酸的情況下，如煙氣脫硫系統(tǒng)的出料管等。下表是四種合金在不同環(huán)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(huán)境下的腐蝕對比試驗
|
試驗環(huán)境
（沸騰） |
腐蝕率（毫米/） |
|||||
|
典型316
|
AL-6XN
|
Inconel625 |
C-276
|
|||
|
基本
金屬試樣 |
焊接
試樣 |
基本
金屬 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C-276合金可以用作燃煤系統(tǒng)的煙氣脫硫部件，在這種環(huán)境下C-276是最耐蝕的材料。下表是C-276合金和典型316在煙氣模擬系統(tǒng)“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 |
破壞 |
0.67 |
|
3%鹽酸 |
||
|
1%CuCl2 |
||
|
1%FeCl3 |
||
由上表可見，C-276合金對混合的具有氯離子的酸、鹽溶液有很好的耐蝕性能。
哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的加入將C-276合金的耐點蝕和縫隙腐蝕的能力大大提高。C-276合金在海水環(huán)境中被認為是惰性的，所以C-276被廣泛地應用在海洋、鹽水和高氯環(huán)境中，甚至在強酸低 PH值情況下。下表是四種金屬在6%FeCl3(按ASTM標準G-48執(zhí)行)溶液中發(fā)生縫隙腐蝕的對比情況。
縫隙腐蝕發(fā)生情況
|
縫隙腐蝕發(fā)生溫度 |
°F |
°C |
|
典型316 |
27 |
2.5 |
|
AL-6XN |
113 |
45 |
|
Inconel625 |
113 |
45 |
|
C-276 |
140 |
60 |
C-276合金中高含量的Ni和Mo使其對氯離子應力腐蝕斷裂也有很強的抵抗能力，下表是四種金屬在不同含氯離子溶液中的應力腐蝕斷裂試驗情況。
氯離子應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(jié)果 |
|||
|
典型316 |
AL-6XN |
Inconel625 |
C-276 |
|
|
42%MgCl2(沸騰) |
失敗(24小時) |
兼有(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
|
33%LiCl(沸騰) |
失敗(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(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
抵抗(1000小時) |
3. 焊接及熱處理
C- 276合金的焊接性能和普通奧氏體不銹鋼相似，在使用一種焊接方法對C-276焊接之前，必須要采取措施以使焊縫及熱影響區(qū)的抗腐蝕性能下降最小，如鎢極氣體保護焊（GTAW）、金屬極氣體保護焊（GMAW）、埋弧焊或其他一些可以使焊縫及熱影響區(qū)抗腐蝕性能下降最小的焊接方法。但對于諸如氧炔焊等有可能增加材料焊縫及熱影響區(qū)含碳量或含硅量的焊接方法是不適合采用的。
關(guān)于焊接接頭形式的選擇，可以參照ASME鍋爐與壓力容器規(guī)范對C-276焊接接頭的成功經(jīng)驗。
焊接坡口最好采用機械加工的方法，但是機械加工會帶來加工硬化，所以對機械加工的坡口處進行焊接前打磨是必要的。
焊接時要采用適宜的熱輸入速度，以防止熱裂紋的產(chǎn)生。
在絕大多數(shù)腐蝕環(huán)境下，C-276都能以焊接件的形式應用。但在十分苛刻的環(huán)境中，C-276材料及焊接件要進行固溶熱處理以獲得最好的抗腐蝕性能。
C-276合金的焊接可以選擇自身作焊接材料或填料金屬。如要求在C-276的焊縫中添加某些成分，象其它鎳基合金或不銹鋼，并且這些焊縫將暴露在腐蝕環(huán)境中時，那么，焊接所用的焊條或焊絲則要求有和母材金屬耐腐蝕相當?shù)男阅堋?/span>
哈氏C-276合金材料固溶熱處理包括兩個過程：（1）在1040℃~1150℃加熱；（2）在兩分鐘之內(nèi)快速冷卻至黑色狀態(tài)（400℃左右），這樣處理后的材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。在熱處理之前要清理合金表面的油污等可能在熱處理過程中產(chǎn)生碳元素的一切污垢。
C-276合金表面在焊接或熱處理時會產(chǎn)生氧化物，使合金中的Cr含量降低，影響耐蝕性能，所以要對其進行表面清理。可以使用不銹鋼絲刷或砂輪，接下來浸入適當比例硝酸和氫氟酸的混合液中酸洗，最后用清水沖洗干凈。
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