HastelloyB-3 (N10675)概述
哈氏B3合金是美国Haynes Intermational公司在20世纪90年代发明的B系列腺—钼合金的最新成员,针对完全还原的环境,提供最优惠的抗腐蚀能力。同时由于对其化学成分作了调整,它的热稳定性相比于原来的哈氏B2合金有了大幅的提高,具有优良的冷热加工性能。主要应用在醋酸工程和一些硫酸回收系统的设备中。
HastelloyB-3材料的成分
HastelloyB-3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。
HastelloyB-3 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。
HastelloyB-3 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。