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HASTELLOY B-3合金介绍

发布时间:2021-01-04   点击次数:137次

主要特性

 

焊接状态下具有杰出的抗腐蚀性

  HASTELLOY® B-3® 合金是镍钼合金家族中的一个新成员,它对于任何温度和浓度的盐酸都有极好的抗腐蚀性。同时它对于硫酸、乙酸、蚁酸、磷酸及其他不具有氧化性的介质也具有有良好的抗腐蚀性。而且,由于对其化学成分作了调整,它的热稳定性相比于原来的HASTELLOY® B-2 合金有了大幅的提高。B-3® 合金对点腐蚀、应力腐蚀开裂、刀状腐蚀和焊接的热影响区的腐蚀等均有很高的抗力。

 

加工制造

  由于改进,HASTELLOY® B-3® 合金的热稳定性有了明显的提高,就可把以前B-2合金部件加工中所产生的相关问题减到少。这时由于在 B-3® 合金中,金属间有害相形成的倾向很小,使它在加热过程中及继后的各种形式的热循环中比 B-2 有更大的韧性。B-3® 合金有良好的成形和焊接性能。在 1230℃ 加热时,如有足够时间使部件总体均热,就可进行锻造和其他热加工。B-3® 合金是一种低碳合金,可以用控制终锻温度来达到控制 晶粒大小的目的。

  B-3® 合金也能通过冷加工来成形,虽然有较快的加工硬化发生,但所有常规的冷加工技术对它均适用。

  试验表明, B-3® 合金在浓度为20%的沸腾盐酸中当冷压缩变形度不大于50%时,与它在固溶热处理时相比其抗均匀腐蚀的能力没有降低。

  B-3® 合金可以用所有常用的焊接方法焊接,但我们不推荐在腐蚀环境下使用的部件用氧乙炔焊和埋弧焊方法。要特别注意焊接时采取一定的预防措施以防止过度热输入。

 

热处理

 

  除非客户特别要求,所有 HASTELLOY® B-3® 合金锻件都是以固溶热处理状态供应。B-3合金的温度是 1065℃ 并随后快速淬冷。薄板或线材作光亮退火,其加热温度为 1150℃,随后在氢中冷却。

 

 可供应的锻件形状

  可提供的HASTELLOY® B-3® 合金锻件为薄板、厚板、带材、棒材、线材、管子、锻坯等等。

应用

 

  HASTELLOY® B-3® 合金可适用于先前 B-2 合金所有的用途。同 B-2 合金一样, B-3® 不推荐使用于三价铁盐和二价铜盐存在的环境中,因为这些盐会很快引起腐蚀破坏。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。

 

ASME 锅炉和压力容器规范

 

   ASME 已为固溶退火的 HASTELLOY® B-3® 合金(UNS N10675)公布了规范实例2140。 这合金同时也已列入ASTM 标准,其中技术条件 B333 (厚板,薄板, 带材), B335 (棒材), B366 (焊接管件), B564 (锻件), B619 (焊管), B622 (无缝管) 和 B626 (小径焊管)。

 

标准化学成分,重量百分比

65Nib-28.5Mo-1.5Cr-1.5Fe-3Co*-3Mn*-3W*-0.5Al*0.2Ti*-0.1Si*-0.01C*

b小   *大

水溶液腐蚀

在沸腾酸中的抗均匀腐蚀性*

酸介质

浓度, 重量百分比

平均年腐蚀率 mm

醋酸

10

0.005

30

0.005

50

0.005

70

0.005

99 (冰醋酸)

0.017

甲酸

10

0.010

20

0.015

30

0.015

40

0.013

60

0.008

89

0.005

盐酸

1

0.005

2

0.03

5

0.10

10

0.14

15

0.22

20

0.31

20 (焊接状态)

0.35

20 (含50 ppm Fe3+)

2.0

磷酸(化学纯)

10

0.06

30

0.05

50

0.08

85

0.07

硫酸

2

0.010

5

0.018

10

0.020

20

0.03

30

0.03

30(含50 ppm Fe3+)

0.48

40

0.03

50

0.04

50(焊接状态)

0.06

50(在540℃下时效48小时)

0.05

60

0.06

70

0.17

 

*除非注明,这些数据取自三个生产炉号,经固溶热处理。测试数据是4个24小时实验数据的平均值

在沸腾酸中抗均匀腐蚀性能的比较

 

酸介质

平均年腐蚀率 (mm)

B-3 合金

B-2 合金

316L

MONEL 400

50% 醋酸

0.005

0.010

0.005

-

40% 甲酸

0.013

0.018

1.041

0.053

50-55% 磷酸

0.076

0.152

0.457

0.114

50% 硫酸

0.043

0.030

>500

4.699

20% 盐酸

0.305

0.381

>500

40.310

在HF溶液中平均抗均匀腐蚀性能*

 

% HF

所示温度下平均年腐蚀率 (mm)

52℃

79℃

1

0.22

0.28

3

0.22

0.32

5

0.23

0.35

10

0.25

0.41

20

0.30

0.58

48

0.34

0.89

70

0.80

-

*这些数据取自三个生产炉号,为固溶热处理状态。

     平薄板样品,经工厂退火处理并在700℃下时效一小时

沸腾溶液

B 2 合金

B 3 合金

5% H2SO4

在印记特定位置有晶间应力腐蚀裂纹

 

无裂纹

0.5% H2SO4

20% HCl

 

冷加工对在沸腾20%HCl中抗腐蚀性的影响*

 

冷加工率

%

硬度

RC

抗拉强度 MPa

0.2% 的屈服强度 MPa

51mm 延伸率  %

年腐蚀率 (mm)

0

18

860

425

57

0.33

10

30

965

690

40

0.33

20

37

1095

895

25

0.33

30

41

1240

1060

13

0.33

40

44

1395

1185

9

0.33

50

46

1525

1260

8

0.33

与B-2合金相比,B-3合金大的优势就在于在瞬间暴露于中温时,它仍能保持好的韧性。这种暴露通常规律性地发生在加工的热处理过程中。当短时暴露于700℃的温度时,B-2合金非常容易脆化,而B-3合金则表现出显著的抗脆化能力,并可使这种暴露长达几小时。这为合金被制作为复杂的,诸如成型装置的部件提供了便利。

室温下平均热稳定性数据

 

 

运行温度

 

运行时间

小时

终抗拉强度 MPa

0.2% 的屈服强度 MPa

 

延伸率 %

断面收缩率

%

却贝V-缺口冲击值

J

890

385

60.4

73.0

358

425

1000

900

405

57.2

71.7

358

4000

905

410

56.8

71.6

358

8000

870

395

57.4

70.5

358

12,000

880

405

57.5

70.4

358

16,000

915

410

57.6

71.4

358

480

1000

470

535

50.0

67.1

355

4000

995

580

48.3

65.5

358

8000

960

555

48.9

64.4

285

12,000

975

565

49.9

65.2

313

16,000

1020

590

48.8

64.6

237

540

1000

1005

570

48.4

64.7

320

4000

1055

615

45.6

61.4

145

8000

1050

625

47.1

59.5

79

12,000

1060

635

44.2

59.2

111

16,000

1120

660

43.7

57.5

79

595

1000

1165

720

38.8

54.9

34

4000

1230

810

31.5

37.2

20

8000

1210

815

28.7

35.7

18

12,000

1230

830

26.4

31.7

18

16,000

1280

870

25.3

29.6

11

 

 

 

典型拉伸性能

 

薄板*的拉伸性质

 

测试温度

抗拉强度

 MPa

0.2%的屈服强度 MPa

51mm 延伸率

 %

室温

860

420

53.4

95

830

380

56.9

205

760

325

59.7

315

720

300

63.4

425

705

290

32.0

540

675

270

59.0

650

715

315

55.8

* 对光亮退火的3.2mm薄板的数据有效

 

 

 

 

 

厚板*的拉伸性质

 

测试温度

抗拉强度

 MPa

0.2% 的屈服强度 MPa

51mm 延伸率

 %

断面收缩率*

%

室温

885

400

57.8

67.5

95

845

375

58.2

67.3

205

795

330

60.9

68.1

315

765

305

61.6

65.5

425

745

285

61.7

64.9

540

730

275

61.7

61.5

650

735

290

64.6

54.9

  • *该数据为三个炉号六捆板中测得的平均结果。一半的测试数据是在6.35mm板的平板试样上测得的。其他的则从更厚的板的圆棒试样上取得。因此,断面收缩率的数据是仅从这些试样中获得。

 

 

动态弹性模量

 

温度℃

动态弹性模量 GPa

室温

216

100

213

200

208

300

202

400

197

500

190

600

185

700

178

800

168

900

157

1000

147

 

 

 

 

要物理性质

 

 

 

密度

温度℃

公制单位

室温

9.22 g/cm3

熔化温度范围

1370-1418

 

电阻率

室温

137 μΩ-cm

100

137 μΩ-cm

200

137 μΩ-cm

300

138 μΩ-cm

400

138 μΩ-cm

500

140 μΩ-cm

600

143 μΩ-cm

700

142 μΩ-cm

800

137 μΩ-cm

900

132 μΩ-cm

1000

130 μΩ-cm

平均热膨胀系数

25-100

10.6 X 10-6 m/m-℃

25-200

11.1 X 10-6 m/m-℃

25-300

11.4 X 10-6 m/m-℃

25-400

11.6 X 10-6 m/m-℃

25-500

11.8 X 10-6 m/m-℃

25-600

11.8 X 10-6 m/m-℃

25-700

12.2 X 10-6 m/m-℃

25-800

13.1 X 10-6 m/m-℃

25-900

13.9 X 10-6 m/m-℃

25-1000

14.4 X 10-6 m/m-℃

热扩散系数

室温

3.0 X 10-3 cm2/sec

100

3.2 X 10-3 cm2/sec

200

3.4 X 10-3 cm2/sec

300

3.7 X 10-3 cm2/sec

400

4.0 X 10-3 cm2/sec

500

4.4 X 10-3 cm2/sec

600

4.5 X 10-3 cm2/sec

700

4.9 X 10-3 cm2/sec

800

4.7 X 10-3 cm2/sec

900

4.5 X 10-3 cm2/sec

1000

4.9 X 10-3 cm2/sec

导热系数

室温

11.2 W/m-K

100

12.1 W/m-K

200

13.4 W/m-K

300

14.8 W/m-K

400

16.3W/m-K

500

17.9 W/m-K

600

19.6 W/m-K

700

21.4 W/m-K

800

23.3 W/m-K

900

25.4 W/m-K

1000

27.5 W/m-K

 

温度℃

单位

比热

室温

373 J/Kg-K

100

382 J/Kg-K

200

409 J/Kg-K

300

421 J/Kg-K

400

431 J/Kg-K

500

436 J/Kg-K

600

434 J/Kg-K

700

595 J/Kg-K

800

589 J/Kg-K

900

577 J/Kg-K

1000

575 J/Kg-K

 

 

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