美国哈氏合金管N10675板带Hastelloy B-3

 哈氏合金B-3(N10675)概述
 哈氏合金是一种优质的镍基耐蚀合金，主要适用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo 不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合，广泛应用于国内外的石油化工、造纸、环保等领域。哈氏合金种类繁多，主要分为4个系列，分别是 B、C、G、X系列。哈氏合金 B系中的 B-3兼具良好的力学性能、物理性能和耐腐蚀性能。哈氏合金 B-3 的耐腐蚀范围尤其广泛，不仅在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能，而且能耐常压下各种温度和浓度盐酸的腐蚀，此外还对稀硫酸、乙酸、蚁酸、磷酸及其他非氧化性介质也具有良好的抗腐蚀性，甚至还耐卤族催化剂的腐蚀。哈氏合金 B-3是哈氏合金 B-2 经化学成分优化后推出的升级产品，其热稳定性较 B-2 合金有了大幅提高。同时，哈氏合金 B-3 解决了哈氏合金 B-2容易析出 Ni-Mo沉淀硬化的问题，极大改善了其热、冷加工性能。
 

哈氏合金B-3(N10675)材料的化学成分
Ni	Mo		Fe	Cr	C	V
余	27~32		1.0~3.0	1.0~3.0	≤0.01	≤0.2
Si	Co		Mn	P	S
≤0.1	≤0.3		≤0.3	≤0.03	≤0.01

 

哈氏合金B-3(N10675)物理性能
室温			熔点/℃	密度
Rm/MPa	Rp0.2/MPa	A50
≥760	≥350	≥40	1371~1420	9.25
21 ℃热膨胀系数 / ×10 －6·℃ －1		导热率 /W·( m·K) －1	弹性模量/GPa	比热容/J·( kg·K) －1
10.26		11.2	216.5	377

 
 
热处理过程
固溶热处理 是 哈 氏 合 金 Ｂ－３唯一可行的热处理方法。操作的要点包括：①固溶热处理温度通常控制在１０５０～１０６５ ℃。②工件在装入热处理炉中之前，必须先将其表面清理得非常干净。 ③热处理过程中，工件不能接触硫、磷、铅以及其他低熔点金属，为了减少硫、磷污染，加热炉建议 选择电炉。④哈氏合金 Ｂ－３加热和冷却过程中都必须快速通 过４７５ ℃低温脆化区和高温时的 σ 相及其它 中 间 相 的 生 成 区，因此须使工件快速加热和冷却。快速加热时，应先将炉 温加热到规定温度，然后将工件放入炉中，保 持 炉 温 稳 定。工件在炉中保温 至 少１ｈ后 快 速 放入水槽中水冷淬火或在壳体 内 外 侧 同 时 喷 淋 水，在１５ ｍｉｎ之 内 温度降到４２５ ℃以下，以获得最好的耐蚀性能，切不可使用水 管 浇 注，否则壳体表面温度不均匀将产生额外的热应力导致壳体变形和开裂。由于固溶处理的温度高，而且还要经过快速加热和冷却，所以工件难免出现变形。⑤为防止部件热处理变形，须采用加强环支撑，加强环材质应选用奥氏体不锈钢。
 
 
焊接特性
( 1) 哈氏合金 B － 3 熔点高，导热性差，热膨胀系数小。同时材料含镍量高并且合金成分多，
焊接过程中液态金属流动性较差，容易产生裂纹、 未熔合、气孔等各种缺陷。此外，金属镍与硫、磷及 NiO 等杂质易形成低熔点共晶，在晶粒凝固收缩应力和焊接应力作用下造成拉裂，产生热裂纹。 所以，焊接前必须去除材料表面的氧化皮、水分、 有机物以及含硫或含铅物质，避免焊接接头产生脆性。
( 2) 哈氏合金 B － 3 平均钼含量为 29． 5% ，钼在 1300 ℃的镍中的极限溶解度约为 35% ，在 600 ℃时溶解度仅约 20% ，钼只有最大限度溶入镍基体中并以固溶态存在，才能充分提高合金的耐蚀能力。然而在焊接过程中，液态金属凝固冷却时，随着温度降低，钼的溶解度也逐渐下降，碳在基体中的室温溶解度也很低( 如低于 0． 01% ) ，如果工艺控制不当，导致焊接线能量过大或层间温度过高，过饱和的钼则有可能在不同温度区间内，从固溶基体中以碳化物 ( MonC) 或金属间相( β 相、γ 相等) 的形式沿晶界析出，致使晶界贫钼引起晶间腐蚀敏感。因此，焊接过程必须充分重视并采取必要措施，严格控制线能量和层间温度。
( 3) 哈氏合金 B － 3 固液相温度间距小，流动性偏低，熔深相对较浅，为保证焊接接头质量，采用常规方法焊接时坡口角度宜适当加大，根部钝边则略减小。
( 4) 哈氏合金 B － 3 焊接过程中，液态金属在高温状态下能够与足够的氧反应生成 NiO，而冷却过程又易与溶入金属中的碳、氢反应，促使镍被还原生成一氧化碳和水蒸气，结晶时，气体未能及时逸出而形成气孔。因此，焊接过程必须对焊枪、尾随拖罩和背保护罩进行通气，使焊接接头温度高于 200 ℃以上时始终处于惰性气体保护之下。
 
应用
Hastelloy B 系列合金通常应用于苛刻的强腐蚀环境，广泛应用于化工、石化、能源和污染控制等领域，尤其适用于在硫酸、盐酸、磷酸、醋酸等工业中， 如盐酸的蒸馏，浓缩 ；低压羰基合成醋酸（HAC）；卤化丁基橡胶（HIIR）；聚氨酯原料和乙苯烷基化生产等工艺设备中。由于价格昂贵，Hastelloy B 系列合金应用相对比较集中，主要集中于醋酸生产（羰基合成法）和一
些硫酸回收系统中，如醋酸工程中的蒸发器  和稀硫酸贮罐 。
Nimofer 6224-alloy B-10 应用于对许多合金都有缝隙腐蚀的垃圾焚烧装置。