特种材料知识简介(哈氏合金(Hastelloy alloy)(4)

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NANJING SME SPECIAL METAL EQUIPMENT CO.,LTD C-276和C-59试验对比 腐蚀率(mm/a) 试验介质 C-276 ASTM G28A 沸腾24小时 ASTM G28B 沸腾24小时 5.0-6.0 1.5 C-59 0.625 0.1 三种不同合金在不同溶液中腐蚀试验

腐蚀率(mm/a) 试验介质 Inconel625 10%H2SO4沸腾3×7天 20%H2SO4+15000ppm Cl(NaCl) 3×7天 80℃ 50%H2SO4+15000ppm Cl(NaCl) 3×7天 50℃ 98.5%H2SO4 3×7天 150℃/200℃ ----- ----- 0.28/0.15 --C-276 0.575 0.08 C-59 0.15 0.03 1.0-1.2 0.03 0.65 0.42 0.38

下表是三种合金的CPT和CCCT试验情况

合金 Inconel625 C-276 C-59 CPT 100℃ 115-120℃ ＞130℃ CCCT 85-95℃ 105℃ 110℃ 试验溶液：7Vol.%H2SO4+3Vol.%HCl+1%CuCl2+1tCl3-6H2O(绿色死亡溶液)， 时效24小时后，以5℃递增。

应用：

C-59合金在化工、石油化工、能源和环保工程等。

1、含氯有机过程设备，尤其是在有卤族酸性催化剂存在的情况下； 2、纸浆和造纸工业中的溶解和漂白系统设备；

3、焚化炉和烟气脱硫系统的预热器、阀门、叶轮等元件； 4、酸气处理系统设备和元件； 5、醋酸和醋酐反应器； 6、硫酸冷凝器。

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NANJING SME SPECIAL METAL EQUIPMENT CO.,LTD 四、物理性能

密度：8.6g/cm3

熔点范围：1310-1360℃ 磁导率：20℃，(RT)≤1.001

高温下的物理性能

室温到T的热温度 ℃ 20 100 200 300 400 500 600 比热 J/kg-k 414 425 434 443 451 459 464 热传导系数W/m-k 10.4 12.1 13.7 15.4 17.0 18.6 20.4 电阻率 μΩcm 126 127 129 131 133 134 133 弹性模量 膨胀系数 GPa 210 207 200 196 190 185 178 10-6/k 11.9 12.2 12.5 12.7 12.9 13.1

五、力学性能

下表是C-59合金固溶处理状态的力学性能表。

室温下的最小力学性能

尺寸 0.2%屈服强度产品形式 mm 薄板和带材* 板* 棒 0.5-6.4 5.0-30 ≤100 340 380 690 40 (Mpa) (Mpa) (Mpa) (%) 1.0%屈服强度抗拉强度 延伸率 δ5

*力学值依据德国国家标准VdTüV数据505

下表是依据德国国家标准VdTüV数据505，在高温下的力学性能值。

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南京斯迈柯特种金属装备有限公司 NANJING SME SPECIAL METAL EQUIPMENT CO.,LTD 温度 ℃ 93 100 200 204 300 316 400 427 450 0.2%屈服强度MPa ≥290 ≥250 ≥220 ≥190 175≥ ① 1.0%屈服强度MPa ≥330 ≥290 ≥260 ≥230 ≥215 ① 抗拉强度MPa 650(620) 615(585) 580(550) 545(515) 525(495) ② 延伸率δ5 (%) ksi ≥43 ≥36 ≥31 ≥26 ksi ≥48 ≥42 ≥37 ≥32 ksi 95(91) 89(85) 84(80) 77(74) 50 ①对于板厚度在30-50mm之间的材料，其屈服强度值要减去20MPa ②只针对棒材

最大许用应力

锻件、棒、板、带 材料温度 ℃ MPa 38 93 100 149 200 204 260 300 316 343 371 399 400 172 161 147 134 ksi 25.0 25.0 24.7 23.3 22.0 20.9 20.4 19.8 19.4 焊接管件的焊缝系数取0.85

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NANJING SME SPECIAL METAL EQUIPMENT CO.,LTD 六、V形槽冲击功

室温下的平均值：≥225J/cm2 -196℃下：≥200 J/cm2

七、晶体结构

C-59合金的是面心立方晶体结构。

八、制造和热处理

C-59合金可以很容易地用普通制作工艺来加工。 1、加热

C-59合金在热处理前和热处理过程中不可以和任何污染物接触。

在含有S、P、Pb和其它低熔点金属的环境中加热，会使C-59合金的性能下降。污染物的来源主要有标记笔痕迹、温度指示漆、粉笔、润滑油脂、燃料等。

加热炉燃料的含硫量必须低，天然气的含硫量必须低于0.1%(质量)，燃料油的含硫量不可超过0.5%。

炉气环境应该是轻微的氧化性，不可以在氧化性和还原性之间波动。不可以让火焰直接冲击合金材料。

2、热加工

C-59合金可以在950-1180℃之间进行热加工。冷却要用水急冷。 热加工后退火可以确保材料有良好的耐蚀性能。 3、冷加工

退火的C-59合金才可以用来冷加工，C-59合金的加工硬化率是很高的，对成形设备的要求要高一些。

当冷变形加工执行时，工序间退火是必要的。 4、热处理

固溶热处理温度应该在1100-1180℃，最好在1120℃处理。

水冷是确保材料有最好耐蚀性能的基本要点。在任何热操作过程中，材料表面必须清洁。

5、除垢

C-59合金焊缝附近的氧化物比其它不锈钢要紧密的多，可以用细砂轮打磨干净。 酸洗前，材料表面的氧化物、污点等可以用细砂轮或不锈钢丝刷打磨干净。

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NANJING SME SPECIAL METAL EQUIPMENT CO.,LTD 6、机加工

机加工C-59合金应该是固溶处理状态。由于其加工硬化率较大，所以相对于低合金奥氏体不锈钢来说，要采用较低的表面切削速度，且进刀量要大，以忽略硬度较高的表面。同时要让刀具处于连续运转的状态。

九、焊接

焊接镍基合金时，要遵守下列操作规程：

1、工作场地

C-59合金的焊接场该是独立的，最好和碳钢加工场地分开，同时不可以有气流扰动。

2、着装

焊接着装应该采用皮革手套和工作服。 3、加工工具和机械

工具要采用镍基合金专用工具，制造和加工机械如：剪板机、卷板机、压制机械等，其工作台面要用毛毡、纸板、塑料等覆盖，防止C-59合金表面在加工过程中被压入污染物，导致最终的腐蚀。

4、清理

基材金属的焊缝区域清理和填料金属的清理应该使用丙酮。 5、坡口准备

C-59合金的焊接坡口成形可以采用机械方法，如车削成形、磨削成形或刨制成形；等离子切割也是可以的，不过切割后的坡口要打磨干净，并且不可以使坡口附近过热。

6、坡口角度一般焊接后应该立即用不锈钢丝刷刷去氧化部分。

镍基合金和特种不锈钢相对于普通碳钢的一般区别在于其有较低的热传导系数和有较高的热膨胀率。其焊接焊脚要大(1-3 mm)，坡口角度要在60-70°左右，主要因为C-59合金的熔化金属有较高的粘性，而且其焊后收缩倾向比较大。

7、引弧

引弧时只可以在即将焊接的焊缝区域内进行，不可以在已完成的焊接件上，以免造成耐蚀性能的下降。

8、焊接工艺

C-59合金可以用多种常规焊接工艺焊接，如：TIG/GTAW，MIG/MAG，手工金属焊接、等离子弧焊等。不过焊接前的清理是必要的。

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