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哈氏合金絲編織過(guò)濾篩網(wǎng)分類、化學(xué)成分、性能
來(lái)源: 作者: 發(fā)布日期:2020-01-23 訪問(wèn)次數(shù):1106
哈氏合金絲編織過(guò)濾篩網(wǎng)分類、化學(xué)成分及性能介紹
哈氏合金絲編織過(guò)濾篩網(wǎng)又名哈氏合金過(guò)濾網(wǎng)、哈氏合金絲網(wǎng)、哈氏合金篩網(wǎng)、哈氏合金編織網(wǎng)、哈氏合金絲方孔網(wǎng)等。
哈氏合金(Hastelloyalloy)
目前主要分為B、C、G三個(gè)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(wú)法使用的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)場(chǎng)合。
哈氏合金牌號(hào)
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(jìn)行了三次重大改進(jìn),其發(fā)展過(guò)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)。
哈氏合金材料的化學(xué)成分
NiCrMoFeCSiCoMnPSWVCuNb Ta
N10665(B-2)基≤1.026.0~30≤2.0≤0.02≤0.10≤1.0≤1.0≤0.04≤0.03
N10276(C-276)基14.5~16.515.0~17.04.0~7.0≤0.01≤0.08≤2.5≤1.0≤0.04≤0.033.0~4.5≤0.035
N06007(G-3)基21.0~23.56.0~8.018.0~21≤0.015≤1.0≤5.0≤1.0≤0.04≤0.03≤1.51.5~2.5≤0.50
常用合金的性能特點(diǎn)介紹
1:HastelloyB-2alloy(哈氏B-2合金)
一、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(qū)碳化物和其他相的析出,從而確保即使在焊接狀態(tài)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(zhì)中具有優(yōu)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(jī)酸、溴酸以及氯化氫氣體中均有優(yōu)良的耐蝕性能,同時(shí),它也耐鹵族催化劑的腐蝕。因此,哈氏B-2合金通常應(yīng)用于多種苛刻的石油、化工過(guò)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(chǎn)工藝過(guò)程中。
但在哈氏B-2合金多年的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn):(1)哈氏B-2合金存在對(duì)抗晶間腐蝕性能有相當(dāng)大影響的兩個(gè)敏化區(qū):1200~1300℃的高溫區(qū)和550~900℃的中溫區(qū);(2)哈氏B-2合金的焊縫金屬及熱影響區(qū)由于枝晶偏析,金屬間相和碳化物沿晶界析出,使其對(duì)晶間腐蝕敏感性較大;(3)哈氏B-2合金的中溫?zé)岱€(wěn)定性較差。當(dāng)哈氏B-2合金中的鐵元素含量降至2%以下時(shí),該合金對(duì)β相(即Ni4Mo相,一種有序的金屬間化合物)的轉(zhuǎn)變敏感。當(dāng)合金在650~750℃溫度范圍內(nèi)停留時(shí)間稍長(zhǎng),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(duì)應(yīng)力腐蝕變得敏感,甚至?xí)斐晒螧-2合金在原材料生產(chǎn)(如熱軋過(guò)程中)、設(shè)備制造過(guò)程中(如哈氏B-2合金設(shè)備焊后整體熱處理)及哈氏B-2合金設(shè)備在服役環(huán)境中開(kāi)裂?,F(xiàn)今,我國(guó)和世界各國(guó)指定的有關(guān)哈氏B-2合金抗晶間腐蝕性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法均為常壓沸騰鹽酸法,評(píng)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(yàn)哈氏B-2合金的晶間腐蝕傾向相當(dāng)不敏感。國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)用高溫鹽酸法對(duì)哈氏B-2合金進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn):哈氏B-2合金的耐蝕性能不僅取決于其化學(xué)成分,還取決于其熱加工的控制過(guò)程。當(dāng)熱加工工藝控制不當(dāng)時(shí),哈氏B-2合金不僅晶粒長(zhǎng)大,而且晶間會(huì)析出現(xiàn)高M(jìn)o的σ相,此時(shí),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(yàn)中,粗晶粒板與正常板的晶界浸蝕深度相差約一倍左右。
二、物理性能
密度:8.9g/cm3,熔點(diǎn):1330~1380℃,磁導(dǎo)率:(℃,RT)≤1.001
三、化學(xué)成分
化學(xué)成分
元素NiCrFeCMnSiCuMoCoPS
最小余量0.41.626.0
最大1.02.00.011.00.080.530.01.00.020.010
四、制造與熱處理
1:加熱
對(duì)于哈氏B-2合金來(lái)說(shuō),在加熱前和加熱過(guò)程中表面保持清潔并遠(yuǎn)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(diǎn)金屬污染物的環(huán)境下加熱,則會(huì)變脆,這些污染物的來(lái)源主要包括標(biāo)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(guò)0.1%,城市空氣含硫量不超過(guò)0.25g/m3,燃料油的含硫量不超過(guò)0.5%即為合格。
對(duì)加熱爐的氣體環(huán)境要求是中性環(huán)境或輕還原性環(huán)境,并且不可以在氧化性和還原性之間波動(dòng)。爐中的火焰不可以直接沖擊哈氏B-2合金。同時(shí)要以最快的加熱速度把材料加熱到要求達(dá)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(nèi)進(jìn)行熱加工,加工過(guò)后應(yīng)該以水淬火。為了確保有最好的耐蝕性能,熱加工過(guò)后應(yīng)該退火。
3:冷加工
冷加工的哈氏B-2合金必須經(jīng)過(guò)固溶處理,由于其具有比奧氏體不銹鋼高得多的加工硬化率,所以成形設(shè)備要細(xì)心考慮。如果執(zhí)行了冷成形工藝,那么有必要進(jìn)行級(jí)間退火。冷加工變形量超過(guò)15%時(shí),使用前要固溶處理。
4:熱處理
固溶熱處理溫度要控制在1060~1080℃之間,之后進(jìn)行水冷淬火或材料厚度在1.5mm以上時(shí)可以快速空冷以獲得最好的耐蝕性能。在任何加熱操作過(guò)程中,材料的表面清潔均要有預(yù)先的防范。哈氏合金材料或設(shè)備部件在進(jìn)行熱處理時(shí)要注意以下一些問(wèn)題:為了防止設(shè)備部件熱處理變形,應(yīng)采用不銹鋼加強(qiáng)環(huán);對(duì)裝爐溫度、加熱和冷卻時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制;裝爐前,對(duì)熱處理件進(jìn)行預(yù)處理,防止產(chǎn)生熱裂紋;熱處理后,對(duì)熱處理件100%PT;在熱處理過(guò)程中如產(chǎn)生熱裂紋,經(jīng)過(guò)打磨消除后需補(bǔ)焊者,要采用專門的補(bǔ)焊工藝。
5:除垢
哈氏B-2合金表面的氧化物和焊縫附近的污點(diǎn)都要以精細(xì)的砂輪等打磨干凈。
由于哈氏B-2合金對(duì)氧化性介質(zhì)比較敏感,因此酸洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的含氮元素的氣體。
6:機(jī)加工
哈氏B-2合金要以退火狀態(tài)進(jìn)行機(jī)加工,對(duì)它的加工硬化要有清醒的認(rèn)識(shí),例如:相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼要采用較慢的表面切削速度,對(duì)于表面的硬化層要采用較大的進(jìn)刀量,并使刀具處于連續(xù)的工作狀態(tài)。
7:焊接
哈氏B-2合金焊縫金屬及熱影響區(qū)由于易析出β相而導(dǎo)致貧Mo,從而易于產(chǎn)生晶間腐蝕,因此,哈氏B-2合金的焊接工藝應(yīng)謹(jǐn)慎制定,嚴(yán)格控制。一般焊接工藝如下:焊材選用ERNi-Mo7;焊接方法GTAW;控制層間溫度不大于120℃;焊絲直徑φ2.4、φ3.2;焊接電流90~150A。同時(shí),施焊前,焊絲、被焊接件坡口及相鄰部位應(yīng)進(jìn)行去污脫脂處理。
哈氏B-2合金熱傳導(dǎo)系數(shù)比鋼小得多,如選用單V型坡口,則坡口角度要在70°左右,采用較低的熱輸入量。通過(guò)焊后熱處理可以消除殘余應(yīng)力并改善抗應(yīng)力腐蝕斷裂性能。
2:HastelloyC-276合金(哈氏C-276合金)
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(lái)、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(dāng)廣泛的應(yīng)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(guò)試驗(yàn)才可以選材。哈氏C-276合金中沒(méi)有足夠的Cr來(lái)耐強(qiáng)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(duì)化工過(guò)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(duì)比試驗(yàn)情況。(所有焊接試樣采用自熔鎢極氬弧焊)
哈氏合金絲編織過(guò)濾篩網(wǎng)又名哈氏合金過(guò)濾網(wǎng)、哈氏合金絲網(wǎng)、哈氏合金篩網(wǎng)、哈氏合金編織網(wǎng)、哈氏合金絲方孔網(wǎng)等。
哈氏合金(Hastelloyalloy)
目前主要分為B、C、G三個(gè)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(wú)法使用的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)場(chǎng)合。
哈氏合金牌號(hào)
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(jìn)行了三次重大改進(jìn),其發(fā)展過(guò)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)。
哈氏合金材料的化學(xué)成分
NiCrMoFeCSiCoMnPSWVCuNb Ta
N10665(B-2)基≤1.026.0~30≤2.0≤0.02≤0.10≤1.0≤1.0≤0.04≤0.03
N10276(C-276)基14.5~16.515.0~17.04.0~7.0≤0.01≤0.08≤2.5≤1.0≤0.04≤0.033.0~4.5≤0.035
N06007(G-3)基21.0~23.56.0~8.018.0~21≤0.015≤1.0≤5.0≤1.0≤0.04≤0.03≤1.51.5~2.5≤0.50
常用合金的性能特點(diǎn)介紹
1:HastelloyB-2alloy(哈氏B-2合金)
一、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(qū)碳化物和其他相的析出,從而確保即使在焊接狀態(tài)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(zhì)中具有優(yōu)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(jī)酸、溴酸以及氯化氫氣體中均有優(yōu)良的耐蝕性能,同時(shí),它也耐鹵族催化劑的腐蝕。因此,哈氏B-2合金通常應(yīng)用于多種苛刻的石油、化工過(guò)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(chǎn)工藝過(guò)程中。
但在哈氏B-2合金多年的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn):(1)哈氏B-2合金存在對(duì)抗晶間腐蝕性能有相當(dāng)大影響的兩個(gè)敏化區(qū):1200~1300℃的高溫區(qū)和550~900℃的中溫區(qū);(2)哈氏B-2合金的焊縫金屬及熱影響區(qū)由于枝晶偏析,金屬間相和碳化物沿晶界析出,使其對(duì)晶間腐蝕敏感性較大;(3)哈氏B-2合金的中溫?zé)岱€(wěn)定性較差。當(dāng)哈氏B-2合金中的鐵元素含量降至2%以下時(shí),該合金對(duì)β相(即Ni4Mo相,一種有序的金屬間化合物)的轉(zhuǎn)變敏感。當(dāng)合金在650~750℃溫度范圍內(nèi)停留時(shí)間稍長(zhǎng),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(duì)應(yīng)力腐蝕變得敏感,甚至?xí)斐晒螧-2合金在原材料生產(chǎn)(如熱軋過(guò)程中)、設(shè)備制造過(guò)程中(如哈氏B-2合金設(shè)備焊后整體熱處理)及哈氏B-2合金設(shè)備在服役環(huán)境中開(kāi)裂?,F(xiàn)今,我國(guó)和世界各國(guó)指定的有關(guān)哈氏B-2合金抗晶間腐蝕性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法均為常壓沸騰鹽酸法,評(píng)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(yàn)哈氏B-2合金的晶間腐蝕傾向相當(dāng)不敏感。國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)用高溫鹽酸法對(duì)哈氏B-2合金進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn):哈氏B-2合金的耐蝕性能不僅取決于其化學(xué)成分,還取決于其熱加工的控制過(guò)程。當(dāng)熱加工工藝控制不當(dāng)時(shí),哈氏B-2合金不僅晶粒長(zhǎng)大,而且晶間會(huì)析出現(xiàn)高M(jìn)o的σ相,此時(shí),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(yàn)中,粗晶粒板與正常板的晶界浸蝕深度相差約一倍左右。
二、物理性能
密度:8.9g/cm3,熔點(diǎn):1330~1380℃,磁導(dǎo)率:(℃,RT)≤1.001
三、化學(xué)成分
化學(xué)成分
元素NiCrFeCMnSiCuMoCoPS
最小余量0.41.626.0
最大1.02.00.011.00.080.530.01.00.020.010
四、制造與熱處理
1:加熱
對(duì)于哈氏B-2合金來(lái)說(shuō),在加熱前和加熱過(guò)程中表面保持清潔并遠(yuǎn)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(diǎn)金屬污染物的環(huán)境下加熱,則會(huì)變脆,這些污染物的來(lái)源主要包括標(biāo)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(guò)0.1%,城市空氣含硫量不超過(guò)0.25g/m3,燃料油的含硫量不超過(guò)0.5%即為合格。
對(duì)加熱爐的氣體環(huán)境要求是中性環(huán)境或輕還原性環(huán)境,并且不可以在氧化性和還原性之間波動(dòng)。爐中的火焰不可以直接沖擊哈氏B-2合金。同時(shí)要以最快的加熱速度把材料加熱到要求達(dá)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(nèi)進(jìn)行熱加工,加工過(guò)后應(yīng)該以水淬火。為了確保有最好的耐蝕性能,熱加工過(guò)后應(yīng)該退火。
3:冷加工
冷加工的哈氏B-2合金必須經(jīng)過(guò)固溶處理,由于其具有比奧氏體不銹鋼高得多的加工硬化率,所以成形設(shè)備要細(xì)心考慮。如果執(zhí)行了冷成形工藝,那么有必要進(jìn)行級(jí)間退火。冷加工變形量超過(guò)15%時(shí),使用前要固溶處理。
4:熱處理
固溶熱處理溫度要控制在1060~1080℃之間,之后進(jìn)行水冷淬火或材料厚度在1.5mm以上時(shí)可以快速空冷以獲得最好的耐蝕性能。在任何加熱操作過(guò)程中,材料的表面清潔均要有預(yù)先的防范。哈氏合金材料或設(shè)備部件在進(jìn)行熱處理時(shí)要注意以下一些問(wèn)題:為了防止設(shè)備部件熱處理變形,應(yīng)采用不銹鋼加強(qiáng)環(huán);對(duì)裝爐溫度、加熱和冷卻時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制;裝爐前,對(duì)熱處理件進(jìn)行預(yù)處理,防止產(chǎn)生熱裂紋;熱處理后,對(duì)熱處理件100%PT;在熱處理過(guò)程中如產(chǎn)生熱裂紋,經(jīng)過(guò)打磨消除后需補(bǔ)焊者,要采用專門的補(bǔ)焊工藝。
5:除垢
哈氏B-2合金表面的氧化物和焊縫附近的污點(diǎn)都要以精細(xì)的砂輪等打磨干凈。
由于哈氏B-2合金對(duì)氧化性介質(zhì)比較敏感,因此酸洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的含氮元素的氣體。
6:機(jī)加工
哈氏B-2合金要以退火狀態(tài)進(jìn)行機(jī)加工,對(duì)它的加工硬化要有清醒的認(rèn)識(shí),例如:相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼要采用較慢的表面切削速度,對(duì)于表面的硬化層要采用較大的進(jìn)刀量,并使刀具處于連續(xù)的工作狀態(tài)。
7:焊接
哈氏B-2合金焊縫金屬及熱影響區(qū)由于易析出β相而導(dǎo)致貧Mo,從而易于產(chǎn)生晶間腐蝕,因此,哈氏B-2合金的焊接工藝應(yīng)謹(jǐn)慎制定,嚴(yán)格控制。一般焊接工藝如下:焊材選用ERNi-Mo7;焊接方法GTAW;控制層間溫度不大于120℃;焊絲直徑φ2.4、φ3.2;焊接電流90~150A。同時(shí),施焊前,焊絲、被焊接件坡口及相鄰部位應(yīng)進(jìn)行去污脫脂處理。
哈氏B-2合金熱傳導(dǎo)系數(shù)比鋼小得多,如選用單V型坡口,則坡口角度要在70°左右,采用較低的熱輸入量。通過(guò)焊后熱處理可以消除殘余應(yīng)力并改善抗應(yīng)力腐蝕斷裂性能。
2:HastelloyC-276合金(哈氏C-276合金)
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(lái)、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(dāng)廣泛的應(yīng)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(guò)試驗(yàn)才可以選材。哈氏C-276合金中沒(méi)有足夠的Cr來(lái)耐強(qiáng)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(duì)化工過(guò)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(duì)比試驗(yàn)情況。(所有焊接試樣采用自熔鎢極氬弧焊)