常见抗腐蚀哈氏材料及其性能

哈氏抗腐蚀合金的加工

对焊接，钎焊，冷热加工，热处理，酸洗以及表面处理的一般方法。

简介

本书是对哈氏合金公司的抗腐蚀系列合金加工的一般方法。并不能作为一种指导性的手册。

本书包含了以下抗腐蚀合金：

HASTELLOY B-3

HASTELLOY C-2000

HASTELLOY C-22

HASTELLOY C-276

HASTELLOY G-30

HASTELLOY B-3是一种镍钼合金，对各种浓度各种温度下的盐酸腐蚀有极好的抵抗能力。它在其他诸如硫酸，醋酸，甲酸，磷酸等非氧化性介质中也表现很好。B-3合金相对B-2在化学成分上作了一定改进，具有更好的热稳定性。B-3合金对点腐蚀，对在刻痕和热影响区的应力腐蚀断裂都有极好抵抗能力。详情请参阅H-2104.

HASTELLOY C-2000，设计来抵抗更大范围的腐蚀化学品，包括硫酸、盐酸和氢氟酸。不同于先前的Ni-Cr-Mo 合金，其同时适用于氧化酸和还原酸。C-2000合金对于这两种酸环境下都有良好的耐腐蚀性能。钼和铜的组合提供了出众的抗还原能力，同时高的铬含量提供了抗氧化能力。C-2000合金还表现出比C-276更好的抗点蚀和缝隙腐蚀的抵抗能力。它的成型，焊接和机加性能和C-276合金相似。请参阅H-2111。

HASTELLOY C-22是一种适用范围很广的镍铬钼钨合金，比现在市面上广泛应用的镍铬钼钨合金，包括HASTELLOY C-276，C-4，HAYNES 625，在各方面有更好的总体抗腐蚀能力。C-22合金有着出众的抗点蚀，隙缝腐蚀和应力腐蚀断裂的的能力。因为有着更高的铬含量，C-22在氧化性酸和饱含氧化性残留物，如溶解氧，铁离子和液氯等的酸液中比C-276更耐腐蚀。实际上，该合金的应用范围只比C-2000小。因为它有这种适用范围，它可以用在多目的工艺中最令人头疼的地方。详情请参阅H-2019

HASTELLOY C-276，有极好的抗点蚀应力腐蚀断裂和酸环境能力。它对各种各样的化学工艺环境有优异的抵抗能力。

HASTELLOY G-30是一种高铬的镍基合金，其耐商业用磷酸的能力比市场上的目前应用的镍基和铁基合金都要出色，在其他的含有强氧化介质的复杂环境中也表现出色，如HNO3/HCl等。G-30合金能够抵抗在热影响区的晶界析出沉淀相，这使得它一样适合在焊接状况下使用。

焊接

一般焊接

HASTELLOY耐腐蚀合金的焊接性能在很多时候和奥氏体不锈钢相似，只要使用合适的技术和工艺就没有特别的焊接问题。

要得到高质量的焊件，我们推荐进行焊接工艺评定。这些工艺在制造过程中通常都是要严格按照标准执行的。这样的一个文件就可以使每一个焊工都达到合适的焊接技术。这些工艺中，应该至少包含如下参数，母材和焊材组合，焊接工艺步骤，坡口设计，电参数，预热/层间温度控制和焊后热处理要求。

任何带有合适的输出功率和控制的现代焊接电源就可以用在通常的熔融焊接上了。通常，焊接的热输入都控制在低到中等范围内。不推荐过宽的焊缝。最好在焊接的时候要左右摇摆。

通常，镍基合金在焊接中都比较粘，不容易焊透。对坡口的设计和熔池的位置要仔细，保证焊珠完全凝固在合适的位置。镍基合金容易在焊口位置开裂，因此建议在焊缝的开始和结束位置进行打磨。

清洁是焊接抗腐蚀镍基合金中一个最重要的方面。油脂，腐蚀产品，铅，硫以及其他低熔点元素的污染物会导致严重的开裂问题。

建议焊接时母材要在固溶状态下。如果材料表面有超过7%的冷加工就要在焊接前进行固溶退火。如果焊件带有大量的残余冷加工会导致焊接金属和/或焊接热影响区的开裂。

通常用来焊接抗腐蚀合金的焊接方法列于表1

表1

工艺 AWS标准通常使用的材料GTAW手工焊/自动焊GTAW 直焊丝GMAW手工焊/自动焊GMAW 卷焊丝SMAW SMAW 焊条

除了这些通常的电弧焊，其他焊接方法，比如激光束焊接、摩擦焊和埋弧焊也可以用来焊接这些合金。由于可能产生热裂，在使用埋弧焊来焊接镍基合金的时候，参数的选择是极其重要的。您可以联系HAYNES INTERNATIONAL公司获取焊接参数和焊材的建议。

等离子切割通常用于将板材切割成需要的尺寸以及切割焊接角。

不推荐使用氧炔焰进行焊接和切割，因为有很大可能火焰中的碳会被材料吸收。

焊材选择

焊材的选择是设计焊接结构的关键因素。通常，几种类型的抗腐蚀合金用于一个结构中的不同位置。异型材焊接的焊材选择同样也是非常关键的。

有两种选择焊材的方法。一种是和母材匹配，另一种是过合金焊材。使用和母材匹配的焊材时，焊缝的成分和母材是一致的。在异型材的焊接中使用和母材匹配的焊材通常是与高合金母材（有相对较好的抗腐蚀性的）匹配。

对过合金焊材的选择来说，通常选择高合金化的高抗腐蚀性的焊材。（图1，2）。

选择过合金化的焊材减少了腐蚀从焊缝开始的机会。另外，使用单一的过合金化焊材减少了在现场焊接的时候混淆焊材的机会。HASTELLOY C-2000 和 C-22就是已经被广泛应用的过合金化的焊材。

更多的关于过合金化焊材的资料在手册H-2062“通用焊材”中。

表2A包含了哈氏合金公司所有的焊接材料。表2提供了选择焊材的建议，包括同种材料/异型材的焊接以及匹配焊材/过合金焊材的选择。

通过表2B横列和竖列来选择母材组合，然后通过表2A就可以查到适用的焊材。

这里列出的焊材的编号与手册H-3053中是一样的。可以参照手册H-3053以免混淆。

当哈氏合金和碳钢或者低合金钢焊接的时候，电弧有倾向钢材一边的趋势。使用好的接地技术，短弧和焊枪/焊条操作才能克服这个问题。

附加的关于焊接材料的标准和产品形式在本手册最后的附页中。

图1 - GTAW

图2 - SMAW

表2A

焊材AWS A5.11/A5.14 合金代号

HASTELLOY B-2 E*/ER**NiMo-7 10

HASTELLOY B-3 E/ERNiMo-10 11

HASTELLOY C-276 E/ERNiCrMo-4 12

HASTELLOY C-22 E/ERNiCrMo-10 13

HASTELLOY C-4 E/ERNiCrMo-7 14

HASTELLOY C-2000 PS-6092 15

HASTELLOY G-30 E/ERNiCrMo-11 17

HASTELLOY W E/ERNiMo-3 20

HAYNES 625 ERNiCrMo-10 8

表2B

推荐焊材选择向导

针对匹配和过合金焊材

母材B-3 C-276 C-22 C-4 C-2000 G-

30

N 超级不锈钢300SS 400SS

B-3 11

10

C-276 11

10

12

13 12

13

C-22 11

10 13

12

13