鎳基高溫合金哈氏合金系列材料生產(chǎn)供應(yīng)商廠家-禎賦（上海）實(shí)業(yè)

Hastelloy C-22的化學(xué)成分:

Hastelloy C-22的化學(xué)成分:

Hastelloy C-22的物理性能:

Hastelloy C-22在常溫下合金的機(jī)械性能的MIX:

此合金具有以下特性：
Hastelloy C22合金是全能的鎳鉻鉬鎢合金，比其他的現(xiàn)有的鎳鉻鉬合金擁有更好的總體抗腐蝕性能，包括Hastelloy C276、C4合金以及625合金。Hastelloy C22合金有很好的抗點(diǎn)蝕，縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂能力。它具有優(yōu)異的抗氧化水介質(zhì)能力，包括濕氯，硝酸或者含有氯化物離子的氧化性酸的混合酸。同時(shí)，Hastelloy C22合金也有理想的的抵抗過程中遭遇的還原性和氧化性環(huán)境的能力。依靠這種萬能的性能，它能在一些令人頭疼的環(huán)境中使用，或者在多種生產(chǎn)目的工廠中應(yīng)用。Hastelloy C22合金對(duì)各種化工環(huán)境有著異常的抵御能力，包括強(qiáng)氧化性物質(zhì)，比如氯化鐵、氯化銅、氯、熱污染溶液（有機(jī)的無機(jī)的），甲酸、乙酸、醋酸酐、海水和鹽溶液等。Hastelloy C22合金在焊接熱影響區(qū)有抵抗晶界沉淀形成的能力，這樣使它在焊接狀態(tài)下也能適應(yīng)很多種化工過程的應(yīng)用。

Hastelloy C-22的金相結(jié)構(gòu):
Hastelloy C22為面心立方晶格結(jié)構(gòu)。

Hastelloy C-22的耐腐蝕性:
Hastelloy C22合金適用于各種含有氧化和還原性介質(zhì)的化學(xué)流程工業(yè)。較高的鉬、鉻含量使合金能夠耐氯離子的侵蝕，鎢元素也進(jìn)一步提高了其耐腐蝕性。Hastelloy C22是僅有的幾種能夠耐潮濕氯氣、次氯酸鹽以及二氧化氯溶液腐蝕的材料之一，該合金對(duì)高濃度的氯化鹽溶液具有顯著的耐腐蝕性（如氯化鐵和氯化銅）。

Hastelloy C-22應(yīng)用范圍應(yīng)用領(lǐng)域有：
Hastelloy C22合金在化工和石化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如應(yīng)用在接觸含氯化物有機(jī)物的元件和催化系統(tǒng)中。這種材料尤其適合在高溫、混有雜質(zhì)的無機(jī)酸和有機(jī)酸（如甲酸和乙酸）、海水腐蝕環(huán)境中使用。

Hastelloy C-22其它應(yīng)用領(lǐng)域：
1.醋酸/醋酸酐?2.酸浸?3.玻璃紙制造?4.氯化系統(tǒng)?5.復(fù)雜的混合酸?6.電鍍鋅槽的輥?zhàn)?7.膨脹波紋管?8.煙氣清洗器系統(tǒng)?9.地?zé)峋?0.氟化氫熔爐清洗器?11.焚燒清洗器系統(tǒng)?12.核燃料再生13.殺蟲劑生產(chǎn)?14.磷酸生產(chǎn)?15.酸洗系統(tǒng)?16.板式熱交換器17.選擇性過濾系統(tǒng)?18.二氧化硫冷卻塔?19.磺化系統(tǒng)20.管式熱交換器?21.堆焊閥門

摘要: 哈氏合金C- 22與C- 276同屬于哈氏合金C家族, 是Ni- Cr- Mo合金。焊接Ni- Cr- Mo合金時(shí)容易出現(xiàn)焊縫金屬污染和焊接接頭的中溫敏化脆化, 解決的關(guān)鍵是重視焊前處理和對(duì)高溫焊縫的保護(hù)以及控制焊接熱輸入。

本文介紹了哈氏合金C- 22的材料特點(diǎn)、耐蝕性能、焊接工藝和焊接特點(diǎn)等內(nèi)容。

本公司為江蘇某化工企業(yè)制造了2臺(tái)氯氣混合器,屬第二類壓力容器, 筒體壁厚12 mm, 如圖1所示。

該混合器內(nèi)介質(zhì)是氯氣和水, 設(shè)計(jì)溫度75 ℃,設(shè)計(jì)壓力為0.69 MPa。設(shè)計(jì)選擇的材料是德國WN2.4602 ( 美 國UNS N06022) , Hastelloy C- 22是 美 國Haynes公司產(chǎn)品的商業(yè)牌號(hào)。本公司采購的是美國冶聯(lián)科技國際公司 (Allegheny Technologies) 的AL- 22TM

1 材料性能

1.1 成分特點(diǎn)

在 哈 氏 合 金C家 族 中 最 有 代 表 性 的 是HastelloyC- 276 ( AL276TM) 。C- 276可在焊態(tài)下使用, 但在某些工藝條件下低碳低硅的C- 276對(duì)晶間腐蝕較敏感,其并不具備足夠的熱穩(wěn)定性。在高氧化性環(huán)境下,w( Cr) 16%的C- 276不能提供有效的耐蝕性。

針 對(duì) 氧 化 性 環(huán) 境 需 要 一 種 高 鉻 合 金 , 且 Cr,Mo, W達(dá)到優(yōu)化平衡, 使晶體結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定, 以此獲得一種有高耐蝕性和良好熱穩(wěn)定性能的合金。根據(jù)這一指導(dǎo)思想, 研制出了C- 22。C- 22的Cr, Mo, W含量經(jīng)過仔細(xì)地調(diào)整成為目前的水平, 既能耐氧化性酸腐蝕, 又能滿足高溫穩(wěn)定性的需求。

盡管這種合金在高氧化性環(huán)境中的耐蝕性比C- 276優(yōu)越, 但在強(qiáng)還原性環(huán)境中和在嚴(yán)重縫隙腐蝕條件下的表現(xiàn)不如w( Mo) 16%的C- 276。C- 22降低

1.2 力學(xué)性能

1.3 耐蝕性

C- 22是Ni- Cr- Mo合金, 具有優(yōu)異的耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕的能力。C- 22鉻含量較高, 這有助于合金形成更厚更穩(wěn)定的保護(hù)層, 使其在氧化性環(huán)境中的抗腐蝕能力得到明顯提高, 適用于濕氯氣、次氯酸鹽化物溶液和氧化性酸 ( 硝酸) 。在溫度升高的情況下, 同樣由于高鉻的作用使C- 22合金能夠抵抗氧化、碳化和硫化以及鹵素離子的侵蝕。因此, C- 22在煙氣脫硫系統(tǒng)中常用作鋼的襯里。C- 22中含有一定量的Mo和W, 使合金能夠抵抗還原性酸 ( 稀硫酸和鹽酸) 的腐蝕。

C- 22耐蝕性與Ni- Mo組成的Hastelloy B系列合金不同, C- 22適合于在氧化性與還原性之間波動(dòng)的混合溶液中使用, 尤其適用于混入Fe3+, Cu2+等強(qiáng)氧化性離子的鹽酸、硫酸溶液中。

由于極低的碳含量以及均衡的合金配比, C- 22焊接后的熱影響區(qū)對(duì)中溫敏化不敏感, 在晶界不易析出鉻的碳化物和金屬間化合物μ相, 與C- 276相比提高了耐晶間腐蝕能力。因此, C- 22的焊接區(qū)域有著和母材幾乎相同的性能, 在焊態(tài)下適用于許多化工過程。圖2所示為C- 276和C- 22合金經(jīng)870 ℃敏化后在ASTM G- 28, A溶液的時(shí)間- 溫度敏化 ( TTS) 曲線,在曲線的右側(cè)晶間腐蝕深度超過0.05 mm。

1.4 焊接材料

焊 材 選 用 美 國 技 術(shù) 合 金 公 司 的 Techalloy 622( ASME SFA 5.14 ERNiCrMo- 10) 焊絲, 其化學(xué)成分見表3。這種焊材還適合作為一種超合金焊材用于連接不銹鋼和鎳基合金或在鋼鐵材料上進(jìn)行堆焊, 堆焊層作為耐蝕層或鎳基合金復(fù)合鋼板焊接的過渡層。用含鈮的焊材焊接含氮的雙相不銹鋼或奧氏體不銹鋼時(shí), 有可能導(dǎo)致氮鈮化合物的析出而影響焊后材料的性能, 為了避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象, 也可選用不含鈮的C- 22合金作為焊材。

2 焊接

2.1 焊前準(zhǔn)備

鎳基合金焊接熔池的黏滯性大, 流動(dòng)性差, 熔深淺。因此, 為了利于根部焊透和防止坡口邊緣產(chǎn)生未熔合, 坡口角度要大一些 ( 60°~70°) , 鈍邊要小一些( 0.5~1.5 mm) , 根部間隙稍寬 ( 不小于2.4 mm) 。母材表面和焊絲表面必須清潔, 防止污染物質(zhì)熔入焊縫。氬氣保護(hù)高溫熔池和高溫焊道, 防止焊縫金屬的氧化。

2.2 焊接工藝參數(shù)

鎳基合金焊接熔池的特點(diǎn)是液態(tài)金屬流動(dòng)性差, 熔深淺, 即使增大焊接電流也不能改善熔池液態(tài)金屬流動(dòng)性和增加熔深。由于鎳基合金導(dǎo)熱性差, 大電流焊接熔池高溫停留時(shí)間長, 因而焊縫和熱影響區(qū)容易過熱致使晶粒粗大, 增大熱裂紋敏感性。對(duì)于含Cr, Mo的鎳基合金可能會(huì)產(chǎn)生中溫敏化, 使耐蝕性能和力學(xué)性能下降?；阪嚮辖鸬纳鲜鎏攸c(diǎn), 應(yīng)嚴(yán)格限制焊接熱輸入, 采用小直徑焊材小電流多層多道不擺動(dòng)焊接。鎢極氬弧焊的熱輸入不應(yīng)超過8 kJ/cm[3], 道間溫度不應(yīng)超過93 ℃, 不用焊前預(yù)熱。焊接工藝參數(shù)見表4。

2.3 焊后熱處理

C- 22合金焊后不推薦做650 ℃的焊后消除應(yīng)力熱處理, 只能進(jìn)行1 120 ℃的固溶處理。

2.4 焊接特點(diǎn)

( 1) 鎳基合金焊接熔池十分黏稠, 增大焊接電流不能明顯改善金屬的流動(dòng)性。

( 2) 鎳基合金焊接只能形成淺熔深, 在焊接過程中不要采取校正方法來改變這種淺熔深。

( 3) 與焊接碳鋼、不銹鋼通常形成的凹形焊道不同, 鎳基合金的焊道表面要求呈凸形, 以防止出現(xiàn)結(jié)晶熱裂紋。第1層根部焊道可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶開裂, 可采取小電流多填絲的方法消除。

( 4) 手工鎢極氬弧焊操作時(shí), 填充焊絲的送入不應(yīng)直接浸入熔池, 應(yīng)使填充焊絲位于鎢極的前方邊熔化邊送進(jìn), 焊絲端頭要始終處于氬氣保護(hù)之中。熄弧時(shí)要多填加些焊絲, 使焊道厚度增大。

( 5) 由于鎳基合金的特性及焊接電流的限制, 焊接速度較慢, 要求焊工有耐力和耐性。

3 結(jié)論

Hastelloy C- 22材質(zhì)純凈, 合金成分配比合理,從根本上保證了焊接質(zhì)量和使用性能。C- 22是強(qiáng)度高、耐蝕性好的材料, 在很多方面優(yōu)于C- 276。當(dāng)C276不能滿足使用要求時(shí),應(yīng)考慮使用C- 22或比C- 22更高級(jí)的Hastelloy C- 2000, Inconel 686, VDM 59等同族合金。