
哈(ha)氏合金(jin)是一(yi)種(zhong)鎳基耐腐蝕合金(jin),主要分(fen)成鎳-鉻(ge)合金(jin)與鎳鉻(ge)鉬合金(jin)兩大類。哈(ha)氏合金(jin)具(ju)有良好的(de)抗腐蝕性和熱穩定(ding)性,多用(yong)于(yu)航(hang)空事業(ye),化(hua)學領域等。哈(ha)氏合金(jin)(Hastelloy alloy)就是美國哈(ha)氏合金(jin)國際(ji)公司所生產的(de)鎳基耐蝕合金(jin)的(de)商業(ye)牌號的(de)統稱。
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合(he)金(jin)與前述鎳鉬耐(nai)(nai)蝕合金(jin)不同,是一種(zhong)有優良耐(nai)(nai)蝕性且(qie)高(gao)溫(wen)高(gao)強度、低熱(re)(re)膨脹的沉淀硬化型耐(nai)(nai)蝕、耐(nai)(nai)熱(re)(re)合金(jin)。
此合金在時效態(這是與固溶態使用的前述各種鎳鉬合金,包括成分相近的Hastelloy B10合金最主要的差別)其室溫到650℃的強度約為固溶態 Hastelloy B和 Hastelloy C-276的2~3倍。在H2SO4、HCl、HF、H3PO4等酸中以及氟化物熔鹽中均具有良好耐蝕性。
一、化(hua)學(xue)成分和(he)組織特點
(00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 合(he)(he)金的化學成分見(jian)表(biao)3-4-49。從化學成分中可看出(chu),此合(he)(he)金與前(qian)述00Mo24Ni60Cr8Fe6 (Hastelloy B10)合(he)(he)金相(xiang)較(jiao)除鎳、鉬、鉻近似外(wai),不僅含(han)鐵量低而(er)且(qie)還含(han)有(you)鈷等元(yuan)素。
| (00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2)、Haynes 242 化學成分 | |||||||||||
| 合金名稱 | Ni | Mo | Cr | Fe | Co | Mn | Si | Al | C | B | Cu |
| (00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2) Haynes 242 | 65 | 24~28 | 7.0~9.0 | ≤2.00 | ≤2.5 | ≤0.8 | ≤0.8 | ≤0.5 | ≤0.03 | ≤0.006 | ≤0.5 |
此(ci)合金(jin)(jin)固溶態與(yu)鎳鉬(mu)型耐蝕(shi)合金(jin)(jin)相(xiang)(xiang)同(tong),但(dan)時效后會有(you)Ni2(Mo,Cr)型金(jin)(jin)屬間相(xiang)(xiang)在(zai)基體上沉淀。由于此(ci)金(jin)(jin)屬間相(xiang)(xiang)非常細小(xiao),只有(you)用電子顯微鏡才(cai)能觀察到(見圖3-4-41中黑色突(tu)出的質點),此(ci)相(xiang)(xiang)是此(ci)合金(jin)(jin)的強化相(xiang)(xiang)。

二、耐(nai)腐蝕性(xing)能
1. 在(zai)酸溶液中
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在各種酸溶(rong)液中的試驗結果見(jian)表3-4-50和(he)(he)表3-4-51 以及圖3-4-42和(he)(he)圖 3-4-43。


2. 在高(gao)溫氟(fu)化氫(qing)氣(qi)和氯化物熔鹽中的耐蝕性
由(you)于(yu)00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)(he)金的高鉬量(liang)并(bing)含(han)有8%Cr,因而在(zai)高溫(wen)HF氣(qi)中和(he)高溫(wen)氟化物(wu)熔鹽(KCl-KF-NaF)中的耐蝕性較其(qi)他一些耐蝕合(he)(he)金為優(you)(you)。在(zai)10℃,70%HF 氣(qi)中試(shi)驗(yan)136h后的結果見表(biao)3-4-52。可以(yi)看出,0Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)(he)金的耐蝕性優(you)(you)于(yu)含(han)~15%Cr的簡單的鎳鉻(ge)耐蝕合(he)(he)金Inconel 600 (0Cr15Ni75Fe),也優(you)(you)于(yu)高鉻(ge)量(liang)而鉬量(liang)較低的鎳鉻(ge)鉬型(xing)合(he)(he)金 Inconel 625和(he) Hastelloy C-22。

3. 高溫抗氮化性
表3-4-53列(lie)出(chu)了在(zai)980℃(流動的(de)(de)氨中)試(shi)驗168小(xiao)時后的(de)(de)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)表面氮(dan)化情況。可以看出(chu),在(zai)所試(shi)驗的(de)(de)合(he)(he)金(jin)中,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)(he)金(jin)的(de)(de)抗氮(dan)化性(xing)是最好的(de)(de),這主要是由于242合(he)(he)金(jin)中的(de)(de)鎳基(ji)和低(di)鉻(ge)量。

4. 高溫抗(kang)氧化性
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金在(zai)≤815℃下具有良好(hao)的(de)抗氧化性,因(yin)此在(zai)連(lian)續或(huo)斷(duan)續工作條件下不需(xu)要采取任(ren)何(he)表(biao)面(mian)防護措施。
采用圖3-4-44 的(de)金(jin)相法來評定的(de)高溫抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)并得(de)到表3-4-54 的(de)結果。可以(yi)看出,在所(suo)試驗條(tiao)件下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金(jin)的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)要(yao)遠比 Hastelloy B合(he)金(jin)為(wei)優,顯(xian)然這主要(yao)是與242合(he)金(jin)含(han)有8%Cr且鉬量(liang)較低有關(guan)。


三、力(li)學性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金(jin)的棒材(cai)(和環件)、熱軋(ya)板(ban)、冷軋(ya)板(ban)材(cai)固(gu)溶+650℃時(shi)效(xiao)48小(xiao)時(shi)的拉(la)伸性(xing)能見表(biao)3-4-55~表(biao)3-4-57。表(biao)3-4-58則(ze)系此合(he)金(jin)冷軋(ya)板(ban)固(gu)溶態、固(gu)溶十(shi)(shi)冷加工、固(gu)溶十(shi)(shi)冷加工十(shi)(shi)時(shi)效(xiao)態的拉(la)伸性(xing)能。而圖(tu)3-4-45 則(ze)系此合(he)金(jin)的瞬時(shi)高溫強度(du)與 Hastelloy B和 Hastelloy C-2000 合(he)金(jin)的對比試(shi)驗結果。


表3-4-59指出(chu)了00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金(jin)經650℃長期加熱(re)后(hou)的抗拉性(xing)能和沖擊性(xing)能,可以看(kan)出(chu),隨650℃加熱(re)時(shi)間的增長,合(he)金(jin)的強度提(ti)高,塑性(xing)有(you)所降低,而韌性(xing)下降最為(wei)明(ming)顯,經650℃ 8000h加熱(re)后(hou),韌性(xing)的損(sun)失達60%。

00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)(he)金(jin)(jin)的高(gao)(gao)溫(wen)持久性能見圖3-4-46。可以看出,在所試(shi)驗的條件下,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)(he)金(jin)(jin)的高(gao)(gao)溫(wen)持久強度低于高(gao)(gao)溫(wen)(熱強)合(he)(he)金(jin)(jin)Inconel 718 (0Cr20Ni53Mo3Nb5AlTi),但(dan)高(gao)(gao)于所試(shi)驗的 Hastelloy B等合(he)(he)金(jin)(jin)。
研究表明,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合(he)金(jin)時效態的(de)強度(du)約為固(gu)溶態的(de)兩倍,按此時效態的(de)高溫強度(du)性能此合(he)金(jin)可用到≤705℃。
四、冷加工和(he)成型性
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金固(gu)溶(rong)(rong)態與 Hastelloy B10相似,具(ju)有良好的(de)(de)冷、熱(re)加(jia)(jia)工(gong)和成型性。熱(re)加(jia)(jia)工(gong)溫(wen)度可在980~1230℃間的(de)(de)較高溫(wen)度下(xia)進行(xing)。但若為了獲得細晶粒結構(gou),熱(re)加(jia)(jia)工(gong)終止(zhi)溫(wen)度可在熱(re)加(jia)(jia)工(gong)溫(wen)度范圍內的(de)(de)下(xia)限(xian)溫(wen)度進行(xing)。由于此合(he)金固(gu)溶(rong)(rong)態也具(ju)有良好的(de)(de)冷塑性,故也極易冷加(jia)(jia)工(gong)。但無論(lun)是(shi)熱(re)加(jia)(jia)工(gong)還是(shi)冷加(jia)(jia)工(gong)材(cai),在時(shi)效前均需先(xian)進行(xing)固(gu)溶(rong)(rong)處理(li)。
五、熱處理工藝
除有特殊要求外,00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合(he)金均(jun)需進行(xing)最(zui)終熱處理(li)(li)。熱處理(li)(li)工藝為(wei)925~1120℃加(jia)熱保溫后空冷或水(shui)冷(高(gao)截面尺寸者)。此合(he)金固溶處理(li)(li)后的時效溫度為(wei)650℃x24~48小時保溫后空冷。
六、焊接性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金具有(you)良好(hao)的焊(han)(han)(han)(han)接性能,合金在固(gu)溶狀態下可采用(yong)(yong)GTAW和(he)(he)GMAW工藝進行焊(han)(han)(han)(han)接,建議采用(yong)(yong)化學成分匹配(pei)的焊(han)(han)(han)(han)絲。由(you)于埋弧焊(han)(han)(han)(han)和(he)(he)氧(乙)炔焊(han)(han)(han)(han)熱(re)輸入(ru)高,不推薦用(yong)(yong)于焊(han)(han)(han)(han)接此合金。焊(han)(han)(han)(han)接時層(ceng)間溫度要≤95℃.由(you)于00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2合金一(yi)般系(xi)在固(gu)溶十時效態使用(yong)(yong),建議焊(han)(han)(han)(han)后時效前要進行固(gu)溶處理,以獲得良好(hao)的焊(han)(han)(han)(han)接接頭和(he)(he)母材整體的性能。
七、物理性能
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 合金的物理性能見表 3-4-60。

八、應用
00Mo26Ni60Cr8Fe2Co2 (Haynes 242)合(he)(he)金(jin)作為高溫(耐熱)合(he)(he)金(jin)使用經固溶(rong)+時(shi)效處(chu)理后可(ke)用于(yu)航空和(he)航天工業中,若作為耐蝕(shi)(shi)合(he)(he)金(jin)使用則(ze)為固溶(rong)處(chu)理態,其(qi)用途基本上與前述(shu)00Mo24Ni60Cr8Fe6(Hastelloy B10)合(he)(he)金(jin)相似,可(ke)用于(yu)耐氫(qing)氟(fu)酸(suan)和(he)耐氟(fu)化物(wu)(wu)熔鹽的(de)環境中。由于(yu)此(ci)合(he)(he)金(jin)具(ju)有(you)的(de)高強(qiang)度(du),已用于(yu)既耐氟(fu)化物(wu)(wu)腐蝕(shi)(shi)又要求(qiu)高強(qiang)度(du)的(de)構件,效果(guo)良(liang)好(hao)。
