HastelloyB3哈氏合金盐酸中腐

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HastelloyB-3(N)概述

哈氏合金是一种优质的镍基耐蚀合金,主要适用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合,广泛应用于国内外的石油化工、造纸、环保等领域。哈氏合金种类繁多,主要分为4个系列,分别是B、C、G、X系列。哈氏合金B系中的B-3兼具良好的力学性能、物理性能和耐腐蚀性能。哈氏合金B-3的耐腐蚀范围尤其广泛,不仅在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能,而且能耐常压下各种温度和浓度盐酸的腐蚀,此外还对稀硫酸、乙酸、蚁酸、磷酸及其他非氧化性介质也具有良好的抗腐蚀性,甚至还耐卤族催化剂的腐蚀。哈氏合金B-3是哈氏合金B-2经化学成分优化后推出的升级产品,其热稳定性较B-2合金有了大幅提高。同时,哈氏合金B-3解决了哈氏合金B-2容易析出Ni-Mo沉淀硬化的问题,极大改善了其热、冷加工性能。

HastelloyB-3材料的成分

热处理过程

固溶热处理是哈氏合金B-3唯一可行的热处理方法。操作的要点包括:①固溶热处理温度通常控制在1050~1065℃。②工件在装入热处理炉中之前,必须先将其表面清理得非常干净。③热处理过程中,工件不能接触硫、磷、铅以及其他低熔点金属,为了减少硫、磷污染,加热炉建议选择电炉。④哈氏合金B-3加热和冷却过程中都必须快速通过475℃低温脆化区和高温时的σ相及其它中间相的生成区,因此须使工件快速加热和冷却。快速加热时,应先将炉温加热到规定温度,然后将工件放入炉中,保持炉温稳定。工件在炉中保温至少1h后快速放入水槽中水冷淬火或在壳体内外侧同时喷淋水,在15min之内温度降到425℃以下,以获得最好的耐蚀性能,切不可使用水管浇注,否则壳体表面温度不均匀将产生额外的热应力导致壳体变形和开裂。由于固溶处理的温度高,而且还要经过快速加热和冷却,所以工件难免出现变形。⑤为防止部件热处理变形,须采用加强环支撑,加强环材质应选用奥氏体不锈钢。

焊接特性

()哈氏合金B-3熔点高,导热性差,热膨胀系数小。同时材料含镍量高并且合金成分多,焊接过程中液态金属流动性较差,容易产生裂纹、未熔合、气孔等各种缺陷。此外,金属镍与硫、磷及NiO等杂质易形成低熔点共晶,在晶粒凝固收缩应力和焊接应力作用下造成拉裂,产生热裂纹。所以,焊接前必须去除材料表面的氧化皮、水分、有机物以及含硫或含铅物质,避免焊接接头产生脆性。

(2)哈氏合金B-3平均钼含量为29.5%,钼在℃的镍中的极限溶解度约为35%,在℃时溶解度仅约20%,钼只有最大限度溶入镍基体中并以固溶态存在,才能充分提高合金的耐蚀能力。然而在焊接过程中,液态金属凝固冷却时,随着温度降低,钼的溶解度也逐渐下降,碳在基体中的室温溶解度也很低(如低于0.0%),如果工艺控制不当,导致焊接线能量过大或层间温度过高,过饱和的钼则有可能在不同温度区间内,从固溶基体中以碳化物(MonC)或金属间相(β相、γ相等)的形式沿晶界析出,致使晶界贫钼引起晶间腐蚀敏感。因此,焊接过程必须充分重视并采取必要措施,严格控制线能量和层间温度。

(3)哈氏合金B-3固液相温度间距小,流动性偏低,熔深相对较浅,为保证焊接接头质量,采用常规方法焊接时坡口角度宜适当加大,根部钝边则略减小。

(4)哈氏合金B-3焊接过程中,液态金属在高温状态下能够与足够的氧反应生成NiO,而冷却过程又易与溶入金属中的碳、氢反应,促使镍被还原生成一氧化碳和水蒸气,结晶时,气体未能及时逸出而形成气孔。因此,焊接过程必须对焊枪、尾随拖罩和背保护罩进行通气,使焊接接头温度高于℃以上时始终处于惰性气体保护之下。

应用

HastelloyB系列合金通常应用于苛刻的强腐蚀环境,广泛应用于化工、石化、能源和污染控制等领域,尤其适用于在硫酸、盐酸、磷酸、醋酸等工业中,如盐酸的蒸馏,浓缩;低压羰基合成醋酸(HAC);卤化丁基橡胶(HIIR);聚氨酯原料和乙苯烷基化生产等工艺设备中。由于价格昂贵,HastelloyB系列合金应用相对比较集中,主要集中于醋酸生产(羰基合成法)和一些硫酸回收系统中,如醋酸工程中的蒸发器和稀硫酸贮罐。

Nimofer-alloyB-0应用于对许多合金都有缝隙腐蚀的垃圾焚烧装置。



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