镍合金、高温合金、哈氏合金材料知识汇编
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Ni-Mo
哈氏合金牌号
N10276(C-276) N06022(C-22) N06455(C-4) N06059(C-59)
Ni-Cr-Mo
N06007(G) N06985(G-3) N06030(G-30)
Ni-Cr-Fe-Mo
盐酸等还原性介质
氧化、还原性兼有的混 合介质
磷酸、硫酸、硫酸盐等
为改善哈氏合金的耐蚀性能和冷、热加工性能，哈氏合金先后进行了三次重大改进， 其发展过程如下：
241
同上
产品形式
0.2%屈服强度（Mpa）℃
100
200
300
400
1.0%屈服强度（Mpa）℃
100
200
300
400
板
315
285
270
255
355
325
310
295
管
棒
300
275
255
240
340
315
300
285
五、造与热处理 1：加热
对于哈氏 B-2 合金来说，在加热前和加热过程中表面保持清洁并远离污染物是十 分重要的。如果哈氏 B-2 合金在含有硫、磷、铅或其他低熔点金属污染物的环境下加热， 则会变脆，这些污染物的来源主要包括标记笔痕迹、温度指示漆、油脂和液体、烟气。 此烟气必须含硫低；例如：天然气和液化石油气含硫量不超过 0.1%，城市空气含硫量 不超过 0.25g/m3,燃料油的含硫量不超过 0.5%即为合格。
酸中均有很好的耐蚀性能。因此，近三十年以来、在苛刻的腐蚀环境中，如化工、石油
化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业领域有着相当广泛的应用。
哈氏 C-276 合金的各种腐蚀数据是有其典型性的，但是不能用作规范，尤其是在不 明环境中，必须要经过试验才可以选材。哈氏 C-276 合金中没有足够的 Cr 来耐强氧化 性环境的腐蚀，如热的浓硝酸。这种合金的产生主要是针对化工过程环境，尤其是存在
5
www.nmc-cn.com 左右，采用较低的热输入量。
通过焊后热处理可以消除残余应力并改善抗应力腐蚀断裂性能。
2： Hastelloy C-276 合金(哈氏 C-276 合金)
一、耐蚀性能 哈氏 C-276 合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金。它是现代金属材料中最耐蚀的一
种。主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐，在低温与中温盐
材料的力学性能
合金牌号
板材标准
厚度(mm) σb(Mpa) σ0.2(Mpa) δ5 (%) 硬度(HRB)
N10665(B-2)
ASTM B333-1998
≤4.76 4.76~63.5
760 760
N10276(C-276) ASTM B575-1999 ≤63.5
690
N06007(G-3) ASTM B582-1997 0.51~63.5
但在哈氏 B-2 合金多年的工业应用中发现：（1）哈氏 B-2 合金存在对抗晶间腐蚀性 能有相当大影响的两个敏化区：1200~1300℃的高温区和 550~900℃的中温区；（2）哈 氏 B-2 合金的焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析，金属间相和碳化物沿晶界析出，使其 对晶间腐蚀敏感性较大；（3）哈氏 B-2 合金的中温热稳定性较差。当哈氏 B-2 合金中的
众所周知，哈氏 B-2 合金在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能，能耐常压下 任何温度，任何浓度盐酸的腐蚀。在不充气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、 高温醋酸、甲酸等有机酸、溴酸以及氯化氢气体中均有优良的耐蚀性能，同时，它也耐 卤族催化剂的腐蚀。因此，哈氏 B-2 合金通常应用于多种苛刻的石油、化工过程，如盐 酸的蒸馏，浓缩；乙苯的烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。
621
350
≥40%
≤100
350
≥40%
≤100ห้องสมุดไป่ตู้
283
≥40%
≤100
241
≥40%
≤100
四、常用哈氏合金
1：Hastelloy B-2 alloy(哈氏 B-2 合金)
一、耐蚀性能
哈氏 B-2 合金是一种有极低含碳量和含硅量的 Ni-Mo 合金，它减少了在焊缝及热 影响区碳化物和其他相的析出，从而确保即使在焊接状态下也有良好的耐蚀性能。
二、物理性能
哈氏 B-2 合金的物理性能如下表所示。 密度：9.2g/cm3, 熔点：1330~1380℃，磁导率：(℃，RT)≤1.001 物理性能
温度 （℃）
比热 （J/kg-k）
热传导系数 （W/m-k）
电阻率 （μΩcm）
弹性模量 （Gpa）
室温至T的热膨 胀系数
（10-6/K）
0
373
137
2
www.nmc-cn.com 铁元素含量降至 2%以下时，该合金对β相（即 Ni4Mo 相，一种有序的金属间化合物） 的转变敏感。当合金在 650~750℃温度范围内停留时间稍长，β相瞬间生成。β相的存 在降低了哈氏 B-2 合金的韧性，使其对应力腐蚀变得敏感，甚至会造成哈氏 B-2 合金在 原材料生产(如热轧过程中)、设备制造过程中（如哈氏 B-2 合金设备焊后整体热处理） 及哈氏 B-2 合金设备在服役环境中开裂。现今，我国和世界各国指定的有关哈氏 B-2 合 金抗晶间腐蚀性能的标准试验方法均为常压沸腾盐酸法，评定方法为失重法。由于哈氏 B-2 合金是抗盐酸腐蚀的合金，因此，常压沸腾盐酸法检验哈氏 B-2 合金的晶间腐蚀倾 向相当不敏感。国内科研机构用高温盐酸法对哈氏 B-2 合金进行研究发现：哈氏 B-2 合 金的耐蚀性能不仅取决于其化学成分，还取决于其热加工的控制过程。当热加工工艺控 制不当时，哈氏 B-2 合金不仅晶粒长大，而且晶间会析出现高 Mo 的σ相，此时，哈氏 B-2 合金的抗晶间腐蚀的性能明显下降，在高温盐酸试验中，粗晶粒板与正常板的晶界 浸蚀深度相差约一倍左右。
三、力学性能
哈氏合金的力学性能非常突出，它具有高强度、高韧性的特点，所以在机加工方面 有一定的难度，而且其应变硬化倾向极强，当变形率达到 15%时，约为 18-8 不锈钢的 两倍。哈氏合金还存在中温敏化区，其敏化倾向随变形率的增加而增大。当温度较高时， 哈氏合金易吸收有害元素使它的力学性能和耐腐蚀性能下降。
B 系列 ：B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3 C 系列 ：C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16) G 系列 ：G → G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu） → G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu) 目前使用最广泛的是第二代材料 N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、 N06455(C-4)和 N06985(G-3)。第三代材料 N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59) 处于推广阶段。由于冶金技术的进步，近年来出现了多个牌号的含~6%Mo 的所谓“超 级不锈钢”，替代了 G 系列合金，使得 G 系列合金的生产和使用迅速下降。
化学成分
3
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元素 Ni
Cr
Fe
C
Mn
Si
Cu
Mo
Co
P
S
最小
0.4
余量
最大
1.0
1.6
26.0
2.0 0.01 1.0 0.08 0.5 30.0 1.0 0.02 0.010
四、机械性能
哈氏 B-2 合金的一般机械性能如下列两表所示 室温下的最小力学性能值（参考 DIN/ASTM 标准）
4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ ≤0.035
(C-276)
17.0
4.5
N06007 基 21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤1.5 (G-3)
1.5~2.5 ≤0.50
对加热炉的气体环境要求是中性环境或轻还原性环境，并且不可以在氧化性和还 原性之间波动。炉中的火焰不可以直接冲击哈氏 B-2 合金。同时要以最快的加热速度把 材料加热到要求达到的温度，即要求首先要把加热炉的温度上升到要求温度，再把材料
4
www.nmc-cn.com 放入炉中加热。
2：热加工 哈氏 B-2 合金可以在 900~1160℃范围内进行热加工，加工过后应该以水淬火。为 了确保有最好的耐蚀性能，热加工过后应该退火。 3：冷加工 冷加工的哈氏 B-2 合金必须经过固溶处理，由于其具有比奥氏体不锈钢高得多的 加工硬化率，所以成形设备要细心考虑。如果执行了冷成形工艺，那么有必要进行级间 退火。 冷加工变形量超过 15%时，使用前要固溶处理。 4：热处理 固溶热处理温度要控制在 1060~1080℃之间，之后进行水冷淬火或材料厚度在 1.5mm 以上时可以快速空冷以获得最好的耐蚀性能。在任何加热操作过程中，材料的 表面清洁均要有预先的防范。哈氏合金材料或设备部件在进行热处理时要注意以下一些 问题：为了防止设备部件热处理变形，应采用不锈钢加强环；对装炉温度、加热和冷却 时间应严格控制；装炉前，对热处理件进行预处理，防止产生热裂纹；热处理后，对热 处理件 100%PT；在热处理过程中如产生热裂纹，经过打磨消除后需补焊者，要采用专 门的补焊工艺。 5：除垢 哈氏 B-2 合金表面的氧化物和焊缝附近的污点都要以精细的砂轮等打磨干净。 由于哈氏 B-2 合金对氧化性介质比较敏感，因此酸洗过程中会产生较多的含氮元 素的气体。 6：机加工 哈氏 B-2 合金要以退火状态进行机加工，对它的加工硬化要有清醒的认识，例如： 相对于标准奥氏体不锈钢要采用较慢的表面切削速度，对于表面的硬化层要采用较大的 进刀量，并使刀具处于连续的工作状态。 7：焊接 哈氏 B-2 合金焊缝金属及热影响区由于易析出β相而导致贫 Mo，从而易于产生晶 间腐蚀，因此，哈氏 B-2 合金的焊接工艺应谨慎制定，严格控制。一般焊接工艺如下： 焊材选用 ERNi-Mo7；焊接方法 GTAW；控制层间温度不大于 120℃；焊丝直径φ2.4、 φ3.2；焊接电流 90~150A。同时，施焊前，焊丝、被焊接件坡口及相邻部位应进行去 污脱脂处理。 哈氏 B-2 合金热传导系数比钢小得多，如选用单 V 型坡口，则坡口角度要在 70°
产品形式
尺寸 (mm)
0.2% 屈服 1.0%屈服 强度(Mpa) 强度(Mpa)
抗拉强度 (Mpa)
延伸率 A5 %
布氏硬度 HB
晶粒尺寸 （μm）
冷轧板带
≤5
340
380
755
热轧板
5~65
127 250
214
棒
325
370
745
-
-
40
管
340
360
755
-
-
ASTM 标准
350
-
760
高温下的最小力学性能值
218
20
377
11.1
137
217
100
389
12.2
138
213
10.3
200
406
13.4
138
208
10.8
300
423
14.6
139
203
11.1
400
431
16.0
139
197
11.4
500
444
17.3
141
191
11.6
600
456
18.7
146
184
11.8
700
176
三、化学成分
www.nmc-cn.com
镍合金、高温合金、哈氏合金材料知识汇编
自 1988 年以来
专业为客户提供镍合金、高温合金、耐蚀合金、蒙乃尔合
金、哈氏合金材料的解决方案
胡贞飞 13961767712 0510-82407312 www.nmc-cn.com
哈氏合金(Hastelloy alloy)
一、引言
二、典型哈氏合金化学成分
材料的化学成分
1
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Ni Cr
Mo Fe
C
Si Co Mn P
SW V
Cu Nb+Ta
N10665 基 ≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 (B-2)
N10276
基
15.0~ 14.5~16.5
哈氏合金是镍基合金的一种，目前主要分为 B、C、G 三个系列，它主要用于铁基 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，在国外已广 泛应用于石油、化工、环保等诸多领域。其牌号和典型使用场合如下表所示。
合金牌号
主要合金 元素
典型使用 场合
N10001(B) N10665(B-2) N10675(B-3) N10629(B-4)
混酸的情况下，如烟气脱硫系统的出料管等。下表是四种合金在不同环境下的腐蚀对比
试验情况。(所有焊接试样采用自熔钨极氩弧焊) 四种金属在不同环境下的腐蚀对比试验
腐蚀率 （毫米/）
试验环境
典型 316
哈氏合金牌号
N10276(C-276) N06022(C-22) N06455(C-4) N06059(C-59)
Ni-Cr-Mo
N06007(G) N06985(G-3) N06030(G-30)
Ni-Cr-Fe-Mo
盐酸等还原性介质
氧化、还原性兼有的混 合介质
磷酸、硫酸、硫酸盐等
为改善哈氏合金的耐蚀性能和冷、热加工性能，哈氏合金先后进行了三次重大改进， 其发展过程如下：
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同上
产品形式
0.2%屈服强度（Mpa）℃
100
200
300
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1.0%屈服强度（Mpa）℃
100
200
300
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板
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285
270
255
355
325
310
295
管
棒
300
275
255
240
340
315
300
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五、造与热处理 1：加热
对于哈氏 B-2 合金来说，在加热前和加热过程中表面保持清洁并远离污染物是十 分重要的。如果哈氏 B-2 合金在含有硫、磷、铅或其他低熔点金属污染物的环境下加热， 则会变脆，这些污染物的来源主要包括标记笔痕迹、温度指示漆、油脂和液体、烟气。 此烟气必须含硫低；例如：天然气和液化石油气含硫量不超过 0.1%，城市空气含硫量 不超过 0.25g/m3,燃料油的含硫量不超过 0.5%即为合格。
酸中均有很好的耐蚀性能。因此，近三十年以来、在苛刻的腐蚀环境中，如化工、石油
化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业领域有着相当广泛的应用。
哈氏 C-276 合金的各种腐蚀数据是有其典型性的，但是不能用作规范，尤其是在不 明环境中，必须要经过试验才可以选材。哈氏 C-276 合金中没有足够的 Cr 来耐强氧化 性环境的腐蚀，如热的浓硝酸。这种合金的产生主要是针对化工过程环境，尤其是存在
5
www.nmc-cn.com 左右，采用较低的热输入量。
通过焊后热处理可以消除残余应力并改善抗应力腐蚀断裂性能。
2： Hastelloy C-276 合金(哈氏 C-276 合金)
一、耐蚀性能 哈氏 C-276 合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金。它是现代金属材料中最耐蚀的一
种。主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐，在低温与中温盐
材料的力学性能
合金牌号
板材标准
厚度(mm) σb(Mpa) σ0.2(Mpa) δ5 (%) 硬度(HRB)
N10665(B-2)
ASTM B333-1998
≤4.76 4.76~63.5
760 760
N10276(C-276) ASTM B575-1999 ≤63.5
690
N06007(G-3) ASTM B582-1997 0.51~63.5
但在哈氏 B-2 合金多年的工业应用中发现：（1）哈氏 B-2 合金存在对抗晶间腐蚀性 能有相当大影响的两个敏化区：1200~1300℃的高温区和 550~900℃的中温区；（2）哈 氏 B-2 合金的焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析，金属间相和碳化物沿晶界析出，使其 对晶间腐蚀敏感性较大；（3）哈氏 B-2 合金的中温热稳定性较差。当哈氏 B-2 合金中的
众所周知，哈氏 B-2 合金在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能，能耐常压下 任何温度，任何浓度盐酸的腐蚀。在不充气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、 高温醋酸、甲酸等有机酸、溴酸以及氯化氢气体中均有优良的耐蚀性能，同时，它也耐 卤族催化剂的腐蚀。因此，哈氏 B-2 合金通常应用于多种苛刻的石油、化工过程，如盐 酸的蒸馏，浓缩；乙苯的烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。
621
350
≥40%
≤100
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≥40%
≤100ห้องสมุดไป่ตู้
283
≥40%
≤100
241
≥40%
≤100
四、常用哈氏合金
1：Hastelloy B-2 alloy(哈氏 B-2 合金)
一、耐蚀性能
哈氏 B-2 合金是一种有极低含碳量和含硅量的 Ni-Mo 合金，它减少了在焊缝及热 影响区碳化物和其他相的析出，从而确保即使在焊接状态下也有良好的耐蚀性能。
二、物理性能
哈氏 B-2 合金的物理性能如下表所示。 密度：9.2g/cm3, 熔点：1330~1380℃，磁导率：(℃，RT)≤1.001 物理性能
温度 （℃）
比热 （J/kg-k）
热传导系数 （W/m-k）
电阻率 （μΩcm）
弹性模量 （Gpa）
室温至T的热膨 胀系数
（10-6/K）
0
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2
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三、力学性能
哈氏合金的力学性能非常突出，它具有高强度、高韧性的特点，所以在机加工方面 有一定的难度，而且其应变硬化倾向极强，当变形率达到 15%时，约为 18-8 不锈钢的 两倍。哈氏合金还存在中温敏化区，其敏化倾向随变形率的增加而增大。当温度较高时， 哈氏合金易吸收有害元素使它的力学性能和耐腐蚀性能下降。
B 系列 ：B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3 C 系列 ：C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16) G 系列 ：G → G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu） → G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu) 目前使用最广泛的是第二代材料 N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、 N06455(C-4)和 N06985(G-3)。第三代材料 N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59) 处于推广阶段。由于冶金技术的进步，近年来出现了多个牌号的含~6%Mo 的所谓“超 级不锈钢”，替代了 G 系列合金，使得 G 系列合金的生产和使用迅速下降。
化学成分
3
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元素 Ni
Cr
Fe
C
Mn
Si
Cu
Mo
Co
P
S
最小
0.4
余量
最大
1.0
1.6
26.0
2.0 0.01 1.0 0.08 0.5 30.0 1.0 0.02 0.010
四、机械性能
哈氏 B-2 合金的一般机械性能如下列两表所示 室温下的最小力学性能值（参考 DIN/ASTM 标准）
4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ ≤0.035
(C-276)
17.0
4.5
N06007 基 21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤1.5 (G-3)
1.5~2.5 ≤0.50
对加热炉的气体环境要求是中性环境或轻还原性环境，并且不可以在氧化性和还 原性之间波动。炉中的火焰不可以直接冲击哈氏 B-2 合金。同时要以最快的加热速度把 材料加热到要求达到的温度，即要求首先要把加热炉的温度上升到要求温度，再把材料
4
www.nmc-cn.com 放入炉中加热。
2：热加工 哈氏 B-2 合金可以在 900~1160℃范围内进行热加工，加工过后应该以水淬火。为 了确保有最好的耐蚀性能，热加工过后应该退火。 3：冷加工 冷加工的哈氏 B-2 合金必须经过固溶处理，由于其具有比奥氏体不锈钢高得多的 加工硬化率，所以成形设备要细心考虑。如果执行了冷成形工艺，那么有必要进行级间 退火。 冷加工变形量超过 15%时，使用前要固溶处理。 4：热处理 固溶热处理温度要控制在 1060~1080℃之间，之后进行水冷淬火或材料厚度在 1.5mm 以上时可以快速空冷以获得最好的耐蚀性能。在任何加热操作过程中，材料的 表面清洁均要有预先的防范。哈氏合金材料或设备部件在进行热处理时要注意以下一些 问题：为了防止设备部件热处理变形，应采用不锈钢加强环；对装炉温度、加热和冷却 时间应严格控制；装炉前，对热处理件进行预处理，防止产生热裂纹；热处理后，对热 处理件 100%PT；在热处理过程中如产生热裂纹，经过打磨消除后需补焊者，要采用专 门的补焊工艺。 5：除垢 哈氏 B-2 合金表面的氧化物和焊缝附近的污点都要以精细的砂轮等打磨干净。 由于哈氏 B-2 合金对氧化性介质比较敏感，因此酸洗过程中会产生较多的含氮元 素的气体。 6：机加工 哈氏 B-2 合金要以退火状态进行机加工，对它的加工硬化要有清醒的认识，例如： 相对于标准奥氏体不锈钢要采用较慢的表面切削速度，对于表面的硬化层要采用较大的 进刀量，并使刀具处于连续的工作状态。 7：焊接 哈氏 B-2 合金焊缝金属及热影响区由于易析出β相而导致贫 Mo，从而易于产生晶 间腐蚀，因此，哈氏 B-2 合金的焊接工艺应谨慎制定，严格控制。一般焊接工艺如下： 焊材选用 ERNi-Mo7；焊接方法 GTAW；控制层间温度不大于 120℃；焊丝直径φ2.4、 φ3.2；焊接电流 90~150A。同时，施焊前，焊丝、被焊接件坡口及相邻部位应进行去 污脱脂处理。 哈氏 B-2 合金热传导系数比钢小得多，如选用单 V 型坡口，则坡口角度要在 70°
产品形式
尺寸 (mm)
0.2% 屈服 1.0%屈服 强度(Mpa) 强度(Mpa)
抗拉强度 (Mpa)
延伸率 A5 %
布氏硬度 HB
晶粒尺寸 （μm）
冷轧板带
≤5
340
380
755
热轧板
5~65
127 250
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棒
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ASTM 标准
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760
高温下的最小力学性能值
218
20
377
11.1
137
217
100
389
12.2
138
213
10.3
200
406
13.4
138
208
10.8
300
423
14.6
139
203
11.1
400
431
16.0
139
197
11.4
500
444
17.3
141
191
11.6
600
456
18.7
146
184
11.8
700
176
三、化学成分
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镍合金、高温合金、哈氏合金材料知识汇编
自 1988 年以来
专业为客户提供镍合金、高温合金、耐蚀合金、蒙乃尔合
金、哈氏合金材料的解决方案
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哈氏合金(Hastelloy alloy)
一、引言
二、典型哈氏合金化学成分
材料的化学成分
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Ni Cr
Mo Fe
C
Si Co Mn P
SW V
Cu Nb+Ta
N10665 基 ≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 (B-2)
N10276
基
15.0~ 14.5~16.5
哈氏合金是镍基合金的一种，目前主要分为 B、C、G 三个系列，它主要用于铁基 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，在国外已广 泛应用于石油、化工、环保等诸多领域。其牌号和典型使用场合如下表所示。
合金牌号
主要合金 元素
典型使用 场合
N10001(B) N10665(B-2) N10675(B-3) N10629(B-4)
混酸的情况下，如烟气脱硫系统的出料管等。下表是四种合金在不同环境下的腐蚀对比
试验情况。(所有焊接试样采用自熔钨极氩弧焊) 四种金属在不同环境下的腐蚀对比试验
腐蚀率 （毫米/）
试验环境
典型 316