2023已更新（今日/資訊）Haynes 230-W高溫腐蝕合金的分析與研究

Haynes 230-W0(Haynes 230-W0、2.4733)是一種碳化物強(qiáng)化鎳鉻鎢鉬合金，具有極高的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐高溫腐蝕性能，在高于1800°F(980℃)的溫度下具有良好的抗氧化性，還具有良好的抗?jié)B碳和氮化性能。鉻能抗高溫腐蝕。微添加稀土元素鑭可進(jìn)一步增強(qiáng)氧化作用。鎢和鉬與高碳結(jié)合在一起，是合金強(qiáng)度的主要原因。通過(guò)控制硼含量，優(yōu)化了Haynes 230-W0合金的抗蠕變性能。高溫強(qiáng)度和抗蠕變、應(yīng)力斷裂和腐蝕的結(jié)合，使該合金在1800℉(980℃)以上的溫度下具有吸引力。

潛在的應(yīng)用領(lǐng)域包括燃?xì)廨啓C(jī)、石化加工、熱處理以及礦石和金屬精煉的設(shè)備和部件

Haynes 230-W合金是鎳鐵鉻鉬銅合金中鉻含量大于30%的少數(shù)牌號(hào)之一，由于成分的復(fù)合作用，在硫酸、硝酸等溶液中有極強(qiáng)的耐蝕能力。此合金的良好耐敏化能力使之可在太金數(shù)化學(xué)加工中焊后直接應(yīng)用，主要應(yīng)用領(lǐng)域是濕法磷酸生產(chǎn)和加工的設(shè)備和部件，硝酸加氫氟酸酸洗設(shè)備和部件。上海隆進(jìn)認(rèn)為Haynes 230-W合金因鉻量大于30%和碳量極低，并加入了足夠量鈮使合金有良好的熱穩(wěn)定性并隨有良好的耐敏態(tài)晶間腐蝕能力。

合金元素性能一覽表：

鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

鉻（Cr）：在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力(長(zhǎng)期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機(jī)械性能。 還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用于特殊鋼和合金中，如熱強(qiáng)鋼和磁性材料。

鎢(W)：鎢熔點(diǎn)高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。

鈦(Ti)：鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；降低時(shí)效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟仯杀苊饩чg腐蝕。

釩(V)：釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

鈮(Nb)：鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過(guò)熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。在鐵基中加入以鈮為主的微合金元素組成的合金。鈮屬難熔金屬，熔點(diǎn)為2467℃，在1093～1427℃溫度范圍內(nèi)強(qiáng)度較高。同鎢合金和鉬合金相比，鈮合金塑性好，加工和焊接性能優(yōu)良，因而能制成薄板和外形復(fù)雜的零件，可用作航天和航空工業(yè)的熱防護(hù)和結(jié)構(gòu)材料。鈮合金的工業(yè)生產(chǎn)，首先將粉末制成合金坯條，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)法或熔鑄法獲得錠坯或鑄件，但以熔鑄法用得最多，熔鑄法又以電子?xùn)|熔煉和電弧爐熔煉為主。鈮合金在低溫下（-196℃）仍有較好的塑性。同鉬和鎢相比，鈮的合金元素種類多，加入量高。銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過(guò)0.5%塑性顯著降低。當(dāng)銅含量小于0.50%對(duì)焊接性無(wú)影響。

鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點(diǎn)是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

Haynes 230-W化學(xué)成分：

碳C：≤0.15

硅Si：≤0.75

錳Mn：≤1.0

磷P：≤0.03

硫 S：≤0.015

鎳Ni：余

鉻Cr：20-24

鉬Mo：1.0~3.0

鎢 W：13~15

鐵Fe：≤3.0

鈷?Co：≤5.0

鋁 Al：≤0.5

Haynes 230-W加工及焊接：熱加工性能良好，溫度在900~1150，冷加工性能也良好，因合金塑韌性良好，上海隆進(jìn)建議選擇冷成型為宜，熱處理溫度在1177度，隨后快速空冷。良好的焊接性能，常規(guī)焊接方法都可以，焊后不需要熱處理。

Haynes 230-W對(duì)應(yīng)牌號(hào)：國(guó)標(biāo)牌號(hào)：NS3404，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb，美標(biāo)牌號(hào)：No6030，德標(biāo)牌號(hào)：NICR30FEMO，Nicrofer4825hMo。

Haynes 230-W耐蝕性能：在耐磷酸中比G3、20合金，625合金性能要更加優(yōu)越，相差2-10倍，在HIL酸中性能不是太好，在50度以下濃H2SO4中具有可用的耐腐蝕性能，在硝酸、混合酸中具有良好的耐腐蝕性能。

Haynes 230-W物理性能：密度8.22g/cm3，溶點(diǎn)：1350~1370 ℃，比熱容：388~619J/kg.K，熱導(dǎo)率：10.2~16.7 W(m.K）。

Haynes 230-W應(yīng)用領(lǐng)域：上海隆進(jìn)分析因此合金是高鉻合金，因此在含F(xiàn)、CL和其他氧化性雜質(zhì)的強(qiáng)酸腐蝕介質(zhì)中具有良好的耐腐蝕性能，主要應(yīng)用濕法磷酸生產(chǎn)和加工及硝酸加氫氟酸酸洗設(shè)備和部件。本合金有具有耐蝕又有良好的加工性能和高強(qiáng)度，所以也是酸性油氣井一種可選擇的結(jié)構(gòu)鋼。

高溫合金分類：變形高溫合金是指可以進(jìn)行熱、冷變形加工，工作溫度范圍-253～1320℃，具有良好的力學(xué)性能和綜合的強(qiáng)、韌性指標(biāo)，具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強(qiáng)化型合金和時(shí)效強(qiáng)化型合金。

固溶強(qiáng)化型合金：使用溫度范圍為900～1300℃，最高抗氧化溫度達(dá)1320℃。例如GH128合金，室溫拉伸強(qiáng)度為850MPa、屈服強(qiáng)度為350MPa；1000℃拉伸強(qiáng)度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應(yīng)力的持久壽命為200小時(shí)、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、機(jī)匣等部件。

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海洋，海水應(yīng)用：精密合金、高溫應(yīng)用彈簧、高強(qiáng)度、抗耐磨、高強(qiáng)度、抗磨損、高溫合金高抗氧化等。常溫應(yīng)用、高耐腐蝕性、高抗拉強(qiáng)度等。

我公司主導(dǎo)產(chǎn)品主要有四大類:

鍋爐、電站行業(yè)用鍛材鍛件、閥門閥體，主要材料有：SA-335P91、P92、F12F22等美國(guó)ASME 系列：德標(biāo)WB36(15NiCuMoNb5)及42CrMo5-6等系列產(chǎn)品。(2)模具用鍛造扁鋼、模塊、圓鋼，主要生產(chǎn)材料有:12344 (H13)均質(zhì)化+超化、718HH、1.2379 (D2)、S136、NAK80、1.2316、1.2083 (4Cr13)、1.2085、1.4034、3Cr17NiMo、1.2358、1.2714、5CrNiMo、1.2367、9Cr18Mo、火焰淬火鋼7CrSiMnMoV.XPM、2738MOD、DC53、SKS3、SKD11以及新型模具鋼8407、8418 等牌號(hào)。(3)汽輪機(jī)行業(yè)用鍛材，主要生產(chǎn)材料有: 2Cr12NMo1W1V(日本61系列)0Cr17Ni4Cu4Nb (17-4PH)、1Cr12Mo、25Cr2Mo1VA、38Cr2Ni2Mo等。(4)不熱系列特異型件等。如：9Cr3Mo、9Cr18、42CrMo4、17NiCrMo6、34CrNi3Mo、34CrNiMo6、40CrNiMoA等各種牌號(hào)的合金結(jié)構(gòu)鋼：20Cr13、SUS410/420 等Cr不銹鋼：SUS304/316L、0Cr25Ni20等Ni不銹：GH132等高溫合金系列：30CrMnSiNi2A、PCrNi3Mo等。