典型哈氏合金板化學成分

材料的化學成分

Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn P S W V Cu Nb+Ta

N10665 (B-2) 基 ≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03

N10276 (C-276) 基 14.5~16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ 4.5 ≤0.035

N06007 (G-3) 基 21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤1.5 1.5~2.5 ≤0.50

二、哈氏合金板耐蝕性能

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、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)域有著相當廣泛的應用。

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)過試驗才可以選材。哈氏C-276合金中沒有足夠的Cr來耐強氧化性環(huán)境的腐蝕，如熱的濃硝酸。這種合金的產(chǎn)生主要是針對化工過程環(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)境下的腐蝕對比試驗情況。(所有焊接試樣采用自熔鎢極氬弧焊)

四種金屬在不同環(huán)境下的腐蝕對比試驗

試驗環(huán)境 （沸騰） 腐蝕率 （毫米/）

典型316 AL-6XN Inconel625 C-276

基本 金屬試樣 焊接 試 樣 基本 金屬 試樣 焊接 試 樣 基本 金屬 試樣 基本 金屬 試樣 焊接 試 樣

20%醋酸 0.003 0.003 0.0036 0.0018 0.0076 0.013 0.006

45%蟻酸 0.277 0.262 0.116 0.142 0.13 0.07 0.049

10%草酸 1.02 0.991 0.277 0.274 0.15 0.29 0.259

20%磷酸 0.177 0.155 0.007 0.006 0.001 0.001 0.0006

10%氨基磺酸 1.62 1.58 0.751 0.381 0.12 0.07 0.061

10%硫酸 9.44 9.44 2.14 2.34 0.64 0.35 0.503

10%碳酸氫鈉 1.06 1.06 0.609 0.344 0.10 0.07 0.055

哈氏C-276合金可以用作燃煤系統(tǒng)的煙氣脫硫部件，在這種環(huán)境下C-276是耐蝕的材料。下表是C-276合金和典型316在煙氣模擬系統(tǒng)“綠色死亡”溶液中的腐蝕對比試驗情況。

“綠色死亡”溶液中的腐蝕對比試驗

“綠色死亡”溶液 （沸騰） 腐蝕率 (mm/a)

典型316 C-276

7%硫酸 破壞 0.67

3%鹽酸

1%CuCl2

1%FeCl3

由上表可見，C-276合金對混合的具有氯離子的酸、鹽溶液有很好的耐蝕性能。

哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的加入將C-276合金的耐點蝕和縫隙腐蝕的能力大大提高。C-276合金在海水環(huán)境中被認為是惰性的，所以C-276被廣泛地應用在海洋、鹽水和高氯環(huán)境中，甚至在強酸低PH值情況下。下表是四種金屬在6%FeCl3(按ASTM標準G-48執(zhí)行)溶液中發(fā)生縫隙腐蝕的對比情況。

縫隙腐蝕發(fā)生情況

合金 縫隙腐蝕發(fā)生溫度

°F °C

典型316 27 2.5

AL-6XN 113 45

Inconel625 113 45

C-276 140 60

C-276合金中高含量的Ni和Mo使其對氯離子應力腐蝕斷裂也有很強的抵抗能力，下表是四種金屬在不同含氯離子溶液中的應力腐蝕斷裂試驗情況。

氯離子應力腐蝕斷裂試驗情況

試驗溶液 彎曲U形試樣試驗時間（Hours）和試驗結(jié)果

典型316 AL-6XN Inconel 625 C-276

42%MgCl2(沸騰) 失敗(24小時) 兼有(1000小時) 抵抗(1000小時) 抵抗(1000小時)

33%LiCl(沸騰) 失敗(100小時) 抵抗(1000小時) 抵抗(1000小時) 抵抗(1000小時)

26%NaCl(沸騰) 失敗(300小時) 抵抗(1000小時) 抵抗(1000小時) 抵抗(1000小時)

二、物理性能

密度：8.90g/cm3, 比熱：425J/kg/k, 彈性模量：205Gpa(21℃)

三、機械性能

典型的C-276合金的拉力試驗結(jié)果如下表所示，其材料是在1150℃退火，并以水急冷。

力學性能試驗值

溫 度 (℃) 屈服強度σ0.2 (Mpa) 抗拉強度σb (Mpa) 延伸率δ5 （%）

-196 565 965 45

-101 480 895 50

21 415 790 50

93 380 725 50

204 345 710 50

316 315 675 55

427 290 655 60

538 270 640 60

對C-276合金進行冷變形加工會使其強度增加。在對其進行沖擊試驗時，V形槽沖擊試樣采用10mm厚的板材（板材要經(jīng)過退火處理），如果試樣是采用焊接的試樣，則在同樣的溫度范圍，它會顯示出一定的柔韌性，這是因為焊縫的原因。板材沖擊試驗結(jié)果如下表所示。

試驗溫度（℃） V形槽試樣沖擊功（J）

-196 245

21 325

200 325

C-276合金和普通奧氏體不銹鋼有相似的成形性能。但由于其比普通奧氏體不銹鋼的強度要大，所以，在冷成形加工過程中會有更大應力。此外，這種材料的加工硬化速度比普通不銹鋼快得多，因此在有廣泛冷成形加工過程中，要采取中途退火處理。

四、焊接及熱處理

C-276合金的焊接性能和普通奧氏體不銹鋼相似，在使用一種焊接方法對C-276焊接之前，必須要采取措施以使焊縫及熱影響區(qū)的抗腐蝕性能下降小，如鎢極氣體保護焊（GTAW）、金屬極氣體保護焊（GMAW）、埋弧焊或其他一些可以使焊縫及熱影響區(qū)抗腐蝕性能下降小的焊接方法。但對于諸如氧炔焊等有可能增加材料焊縫及熱影響區(qū)含碳量或含硅量的焊接方法是不適合采用的。

關(guān)于焊接接頭形式的選擇，可以參照ASME鍋爐與壓力容器規(guī)范對C-276焊接接頭的成功經(jīng)驗。

焊接坡口采用機械加工的方法，但是機械加工會帶來加工硬化，所以對機械加工的坡口處進行焊接前打磨是必要的。

哈氏合金板焊接時要采用適宜的熱輸入速度，以防止熱裂紋的產(chǎn)生。

在絕大多數(shù)腐蝕環(huán)境下，C-276都能以焊接件的形式應用。但在十分苛刻的環(huán)境中，C-276材料及焊接件要進行固溶熱處理以獲得的抗腐蝕性能。

C-276合金的焊接可以選擇自身作焊接材料或填料金屬。如要求在C-276的焊縫中添加某些成分，象其它鎳基合金或不銹鋼，并且這些焊縫將暴露在腐蝕環(huán)境中時，那么，焊接所用的焊條或焊絲則要求有和母材金屬耐腐蝕相當?shù)男阅堋?

哈氏C-276合金材料固溶熱處理包括兩個過程：（1）在1040℃~1150℃加熱；（2）在兩分鐘之內(nèi)快速冷卻至黑色