哈氏合金B系列:B→B-2(00Ni70Mo28)→B-3
HastelloyB-3(N)是年代进入市场的第三代镍钼合金,年获得发明专利,是B-2合金的升级版。是一种高度耐腐蚀的镍钼钴合金,含镍量约为65%。这种合金的特点是硬度高在广泛的温度和浓度范围内抵抗盐酸和其他还原介质。HastelloyB-3(N)与合金HastelloyB-2相比,显示出更好的热稳定性,温度范围在至°C之间的金属间相可防止碳的析出。同时,改善了热成形与冷成形性能。近年来,已经越来越多地应用于化工装备的生产制造中。
HastelloyB-3优异的耐腐蚀性能
HastelloyB-3合金是HastelloyB-2的升级。对任何温度和浓度的盐酸都具有优异的耐腐蚀性。同时对硫酸、醋酸、甲酸、磷酸等非氧化性介质也具有良好的耐腐蚀性能。
盐酸中
镍钼合金是一种贵金属材料(还有锆、钽),在常压下能承受各种温度和浓度的盐酸腐蚀。由于镍钼合金仅含少量铬,在氧化性介质中不能形成氧化膜保护,因此镍钼合金不能在含有氧化性介质(铁离子Fe3+、铜离子Cu2+)的环境中使用,即使只有5×10-5个氧化离子,合金的耐腐蚀性能也会减少了。
在强还原性盐酸溶液中,温度对B3的腐蚀速率没有很大影响。B-3合金在纯沸腾盐酸中的腐蚀速率最低,但随着铁离子含量的增加腐蚀速率逐渐增大。硫酸中硫酸的腐蚀性不如盐酸。与盐酸一样,其腐蚀性也取决于浓度、温度和纯度。在镍基合金中,B-3在沸腾硫酸中的腐蚀速率最低,B-3的腐蚀速率只有在浓度达到70%时才开始增加。在硫酸浓度恒定的情况下,温度对B-3合金的腐蚀速率基本没有影响。
氢氟酸中
氢氟酸具有很强的腐蚀性和独特的腐蚀行为。它常与硝酸结合用作金属酸洗剂。镍基合金是唯一广泛用于处理氢氟酸水溶液的合金,因为不锈钢、钛、锆、铌和钽不适用。B-3合金也难以耐受高浓度和高温的氢氟酸。
与B-2合金相比,B-3合金的最大优点在于短时暴露于中温仍能保持很好的延展性由于其化学成分的调整,其热稳定性较原来的B-2合金有了很大的提高。B-3合金具有很高的抗点蚀、应力腐蚀、刀口腐蚀和焊接热影响区腐蚀的能力。瞬间暴露于介质温度下仍能保持优良的塑性;优异的抗点蚀和应力腐蚀开裂能力;抗刀刃腐蚀和热影响区腐蚀;耐醋酸、醋酸、磷酸等非氧化性酸的能力;在各种浓度和温度下具有出色的耐盐酸腐蚀能力。但与B-2合金一样,B-3不建议在存在铁盐或铜盐的酸中使用,因为这样会导致合金快速腐蚀失效。当盐酸接触到铁和铜时,会与之发生化学反应生成三价铁盐和二价铜盐。
HastelloyB-3金相组织结构:HastelloyB3具有面心立方晶格结构。将合金的铁和铬含量控制在最低限度,防止其在-°C下析出Ni4Mo相,从而降低加工脆化的风险。
HastelloyB-3应用范围:哈氏合金B3在化学、石油化工、能源制造和污染控制领域有着广泛的应用,特别是在含有盐酸、醋酸、甲酸、磷酸和硫酸的工艺介质中。
HastelloyB-3与HastelloyB-2成分对比:
HastelloyB-3(N)力学性能变化
1、哈氏合金B3(N)哈氏合金板固溶体力学性能:随着加热温度升高,其抗拉强度、屈服强度、弹性模量会降低,而伸长率、热膨胀系数、导热系数和比热会略有增加;随着冷变形率的增加,硬度、抗拉强度和屈服强度会增加,而延伸率会降低。HastelloyB-3成形加工特性:
(1)哈氏合金B3材料具有较高的延伸率,为冷成型创造了有利条件。若选择冷成形工艺。压制方法优先选用模压,必须采用旋压时也要采用冷旋压,或温度不超过℃的温旋压。
(2)HastelloyB-3相较奥氏体不锈钢加工硬化倾向更明显,故在冷成型或分步成型时需要更大的压力。在冷成形工艺中,当变形率较大时采用分步成形工艺。分步成型需要中间热处理,宜采用固溶热处理,温度控制在℃以上。选用固溶热处理工艺,温度达到~℃。工件最终压制成型后,需要进行固溶热处理,以消除残余应力,避免影响后续焊接质量。
(3)HastelloyB-3冷成形变形率小于10%时,不会影响加工件的耐蚀性,但在焊接过程中,残余应力的存在可能会导致焊缝产生热裂纹。所以对于后期需要焊接的工件,应尽可能消除残余应力的影响。最好选择钨极氩弧焊(GTAW)焊接方法,这样才能更好地保护焊缝不被氧化。
(4)严重变形的冷成型会增加HastelloyB-3的屈服比,增加应力腐蚀和开裂的敏感性。经常使用中间和最终热处理工艺。
(5)HastelloyB-3在高温下对氧化介质和硫、磷、铅等低熔点金属非常敏感。
(6)在~℃范围内,加热时间过长,HastelloyB-3会产生脆性相,使延伸率降低,当外力或变形限制在该温度范围内时,容易产生热裂纹。发生。因此,使用热成型时,温度必须控制在°C以上。
(7)在加工和压制HastelloyB-3之前,清洁模具与工件接触的表面;冷加工时可用润滑,成型后立即脱脂或用碱清洗。
(8)加工件出炉水冷后,表面氧化膜较厚,应充分酸洗。如果氧化膜残留,下一次压制时可能会出现裂纹;如有必要,可在酸洗前进行喷砂处理。