

沉淀硬化鋼常用牌號:
17-4PH/0Cr17Ni4Cu4Nb/05Cr17Ni4Cu4Nb/AISI630,UNS S17400/SUS630/X5CrNiCuNb16-4/PH15-7Mo/(UNS S15700、SUS 632)0Cr15Ni7Mo2Al/ AM-350(UNS S35000/SUS 633)0Cr16Ni4Mo3N/17-7PH(SUS 631) 07Cr17Ni7Al/UNS S17700/AISI 631/ PH13-8Mo/0Cr13Ni8Mo2Al(UNS S13800、XM13/04Cr13Ni8Mo2Al/15-5PH(UNS S15500、XM12)1.4545/XM-12/05Cr15Ni5Cu4Nb/0Cr15Ni5Cu4Nb/Custom-455/00Cr12Ni8Cu2TiNb /AM-355(634型) AM350/0Cr16Ni4Mo3N
沉淀硬化型鋼為馬氏體型沉淀硬化不銹鋼,有較高的強度、耐蝕性、抗氧化性,熱加工性能良好,可加工性與同等硬度的馬氏體型不銹鋼相似。在固溶、時效狀態(tài)下,可用不銹鋼的焊接方法進行焊接。
熱處理規(guī)范
(1)固溶1020~1060℃快冷;
(2)480℃時效,經(jīng)固溶處理后,470~490℃空冷;
(3)550℃時效,經(jīng)固溶處理后,540~560℃空冷;
(4)580℃時效,經(jīng)固溶處理后,570~590℃空冷;
(5)620℃時效,經(jīng)固溶處理后,610~630℃空冷。
用途
用于制造在400℃以下工作的高強度耐蝕件,如飛機中的重要螺栓、銷等緊固件、發(fā)動機零件及閥門、****具等添加銅的沉淀硬化型鋼種。用于制造軸類、汽輪機部件。廣泛用于航空、石油、化工、紡織、食品、醫(yī)療器械等部門要求耐腐蝕性能的容器、構(gòu)件、工具和零件等



市場分析新型高溫合金主要包括:粉末高溫合金、金屬間化合物、ODS合金和高溫金屬自潤材料等四種:
粉末高溫合金技術(shù):FGH51粉末高溫合金是采用粉末冶金工藝制備的相沉淀強化型鎳基高溫合金。該合金γ相的體積分數(shù)為$,-左右,其形成元素的原子分數(shù)為50%左右。合金盤件的制造工藝路線是采用真空感應熔煉制取母合金,然后霧化制取預合金粉末,進而制成零件毛坯。與同類鑄、鍛高溫合金相比,它具有組織均勻、晶粒細小、屈服度高和疲勞性能好等優(yōu)點,是當前650度工作條件下強度水平的一種高溫合金。該種高溫金主要用于高性能發(fā)動機的轉(zhuǎn)動部件,如渦 和承力環(huán)件等 [7] 。
金屬間化合物用于制作各類先進運載工具動力推進系統(tǒng)的構(gòu)件,減少自重、提能;
ODS合金具有優(yōu)良的高溫蠕變性能、高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能,可用于制造發(fā)動鍵部件,也可用于火力發(fā)電系統(tǒng)、煤氣化爐、工業(yè)燃氣輪機和工業(yè)鍋爐、玻璃制造、汽車柴油發(fā)動機、核反應堆等;
高溫金屬基自潤滑材料主要用于生產(chǎn)高溫自潤滑軸承,主要用于替代含油軸承、鑲嵌式固體自潤滑軸承、雙金屬軸瓦及鑄硫鋼固體潤滑軸承(包括鑄鋼表面硫化處理軸承)在冶金設(shè)備上的應用,該高溫自潤滑軸承具有強度高、承載能力大、潤滑效果好、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、噪音小、使用壽命長等優(yōu)點 [6] 。
鎳基高溫合金指的是以鎳為基體(含量一般大于50%) 在650~1000℃范圍內(nèi)具有較高的強度和良好的抗氧化、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金。鎳基高溫合金(以下簡稱鎳基合金)是30年代后期開始研制的。英國于1941年首先生產(chǎn)出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti);為了提高蠕變強度又添加鋁,研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國于40年代中期,蘇聯(lián)于40年代后期,中國于50年代中期也研制出鎳基合金。
鎳基合金的發(fā)展包括兩個方面:合金成分的改進和生產(chǎn)工藝的革新。50年代初,真空熔煉技術(shù)的發(fā)展,為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創(chuàng)造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50年代后期,由于渦輪葉片工作溫度的提高,要求合金有更高的高溫強度,但是合金的強度高了,就難以變形,甚至不能變形,于是采用熔模精密鑄造工藝,發(fā)展出一系列具有良好高溫強度的鑄造合金。60年代中期發(fā)展出性能更好的定向結(jié)晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿足艦船和工業(yè)燃氣輪機的需要,60年代以來還發(fā)展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩(wěn)定的高鉻鎳基合金。在從40年代初到70年代末大約40年的時間內(nèi),鎳基合金的工作溫度從 700℃提高到1100℃,平均每年提高10℃左右。鎳基高溫合金的發(fā)展趨勢見圖1。

常用牌號:
Hastelloy C,Hastelloy c-4, Hastelloy c-22, Hastelloy C-59, Hastelloy c-276, Hastelloy C-2000, Hastelloy B, Hastelloy B-2, Hastelloy B-3, Hastelloy G-30, hastelloy G35,Hastelloy X, Hastelloy 188,HastelloyR-135,HastelloyH-2
哈氏合金板適用于各種含有氧化和還原性介質(zhì)的化學工業(yè)。較高的鉬、鉻含量使合金能夠耐氯離子腐蝕,鎢元素進一步提高了耐蝕性。同時C-276哈氏合金管是僅有的幾種耐潮濕lv氣、次氯酸鹽及二氧化氯溶液腐蝕的材料之一,對高濃度的氯化鹽溶液如氯化鐵和氯化銅有顯著的耐蝕性。
應用領(lǐng)域、熱交換器、波紋管補償器、化工設(shè)備、煙氣脫硫脫硝、造紙工業(yè)、航天應用、酸性環(huán)境。
特性
①在氧化和還原兩氛圍狀態(tài)中,對大多數(shù)腐蝕介質(zhì)具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。
②有出色的耐點蝕、縫隙腐蝕和應力開裂腐蝕性能。
哈氏合金如Hastelloy C276、Hastelloy B-2等以及Monel 400、純鎳、Inconel600、NS337等耐蝕合金;
材料執(zhí)行ASTM標準,權(quán)威第三方:鋼鐵材料測試中心提供成分與性能檢測報告。


1:加熱 對于哈氏B-2合金來說,在加熱前和加熱過程中表面保持清潔并遠離污染物是十分重要的。如果哈氏B-2合金在含有硫、磷、鉛或其他低熔點金屬污染物的環(huán)境下加熱,則會變脆,這些污染物的來源主要包括標記筆痕跡、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0.1%,城市空氣含硫量不超過0.25g/m3,燃料油的含硫量不超過0.5%即為合格。 對加熱爐的氣體環(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。爐中的火焰不可以直接沖擊哈氏B-2合金。同時要以快的加熱速度把材料加熱到要求達到的溫度,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)進行熱加工,加工過后應該以水淬火。為了確保有的耐蝕性能,熱加工過后應該退火。
3:冷加工 冷加工的哈氏B-2合金必須經(jīng)過固溶處理,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)備要細心考慮。如果執(zhí)行了冷成形工藝,那么有必要進行級間退火。 冷加工變形量超過15%時,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,之后進行水冷淬火或材料厚度在1.5mm以上時可以快速空冷以獲得的耐蝕性能。在任何加熱操作過程中,材料的表面清潔均要有預先的防范。哈氏合金材料或設(shè)備部件在進行熱處理時要注意以下一些問題:為了防止設(shè)備部件熱處理變形,應采用不銹鋼加強環(huán);對裝爐溫度、加熱和冷卻時間應嚴格控制;裝爐前,對熱處理件進行預處理,防止產(chǎn)生熱裂紋;熱處理后,對熱處理件PT;在熱處理過程中如產(chǎn)生熱裂紋,經(jīng)過打磨后需補焊者,要采用專門的補焊工藝。
5:除垢 哈氏B-2合金表面的氧化物和焊縫附近的污點都要以精細的砂輪等打磨干凈。 由于哈氏B-2合金對氧化性介質(zhì)比較敏感,因此酸洗過程中會產(chǎn)生較多的含氮元素的氣體。
6:機加工 哈氏B-2合金要以退火狀態(tài)進行機加工,對它的加工硬化要有清醒的認識,例如:相對于標準奧氏體不銹鋼要采用較慢的表面切削速度,對于表面的硬化層要采用較大的進刀量,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合金的焊接工藝應謹慎制定,嚴格控制。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,施焊前,焊絲、被焊接件坡口及相鄰部位應進行去污脫脂處理。 哈氏B-2合金熱傳導系數(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。 通過焊后熱處理可以殘余應力并改善抗應力腐蝕斷裂性能。



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哈氏合金(Hastelloy alloy)
一、引言
哈氏合金是鎳基合金的一種,目前主要分為B、C、G三個系列,它主要用于鐵基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不銹鋼、非金屬材料等無法使用的強腐蝕性介質(zhì)場合,在國外已廣泛應用于石油、化工、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。其牌號和典型使用場合如下表所示。
為改善哈氏合金的耐蝕性能和冷、熱加工性能,哈氏合金先后進行了三次重大改進, 其發(fā)展過程如下:
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)。第三代材料N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59)處于階段。由于冶金技術(shù)的進步,近年來出現(xiàn)了多個牌號的含~6%Mo的所謂“超級不銹鋼”,替代了G系列合金,使得G系列合金的生產(chǎn)和使用迅速下降。
三、力學性能
哈氏合金的力學性能非常突出,它具有高強度、高韌性的特點,所以在機加工方面有一定的難度,而且其應變硬化傾向極強,當變形率達到15%時,約為18-8不銹鋼的兩倍。哈氏合金還存在中溫敏化區(qū),其敏化傾向隨變形率的增加而增大。當溫度較高時,哈氏合金易吸收有害元素使它的力學性能和耐腐蝕性能下降。






