哈氏合金Hastelloy C276 (HAST-C276)鍛造 鍛打

執行標準：

ASTM B575/ASME SB-575、ASTM B574/ASMESB-574、ASTM B622/ASME SB-622、ASTM B619/ASMESB-619、ASTM B366/ASME SB-366、ASTM B564/ASMESB-564等

國際通稱：

Alloy C-276、Hastelloy C-276、UNS N10276、ATI C-276、NAS NW276、2.4816、NiMo16Cr15W

Hastelloy C-276 的化學成分:

Hastelloy C-276 的物理性能: 

Hastelloy C-276 在常溫下合金的機械性能的小值:

 Hastelloy C-276合金作為核電站關鍵零部件的主要制造材料,長期運行在高溫高壓強輻照等惡劣環境當中,并且承受冷卻劑中氧、氯和氟等離子的侵蝕,因此材料的抗高溫腐蝕性能對于服役壽命至關重要。但從國內實際應用來看,國產Hastelloy C-276合金依然存在著使用壽命較短的問題。為了確保核電站的安全,延長材料的服役壽命,需要進一步提高Hastelloy C-276抗高溫腐蝕的能力。在上世紀90年代初Watanabe提出晶界設計與控制的思想,可以很好地提高材料的相關性能,如抗腐蝕、蠕變、疲勞等。該方法通過合理的形變熱處理工藝,提高材料中特殊晶界比例,優化晶界特征分布,進而改善材料中與晶界相關的性能。 

最后通過晶間腐蝕實驗檢驗了晶界特征分布優化后試樣的抗腐蝕能力,并分析其原因。

結論如下:

(1)冷軋退火是改善材料晶界特征分布的重要工藝方法。將材料冷軋變形2.5%-90%進行1100℃退火15min熱處理。2.5-15%變形范圍內,材料的特殊晶界比例發生明顯變化。在此范圍內進行退火時間工藝優化,7.5%變形條件下1100℃退火30min,總的特殊晶界比例達到了 69.8%,∑3和∑9晶界面分布也較為合理。但從晶界連通性來說,未形成較大的團簇組織,這點可以從∑(9+27)/∑3比值加以證實,因而還需進一步優化其工藝參數。除此之外,大變形量范圍內(15%)的特殊晶界比例基本保持不變。

(2)7.5%變形條件下,1100℃退火過程中進行原位觀察。在退火初始5min時,由于應變誘導大角度晶界遷移,吞并和消除在相應區域內的共格孿晶,產生大量的非共格孿晶晶界。當退火時間進一步延長到15min時,發現產生的非共格孿晶晶界大量消失,而新的共格孿晶晶界產生,形成的晶粒團簇組織進一步長大,總的特殊晶界比例達到了80.5%,然而晶粒團簇外圍的大角度晶界重新恢復連接。將退火時間繼續延長到30min,發現與退火15min顯微組織基本一致,特殊晶界沒有發生變化。說明此類組織在較長的退火時間內具有一定穩定性。

(3)初始晶粒尺寸以及二次退火熱處理對晶界特征分布都有重要影響。采用較大的晶粒尺寸有利于提高材料的特殊晶界比例,形成較大的晶粒團簇組織。而二次退火熱處理比一次退火熱處理具有更高比例的特殊晶界,并且能夠很好地阻斷大角度晶界的連通性。經晶界特征分布優化后工藝參數為:5%冷軋變形100℃退火5min后進行1100℃退火15min熱處理。總的特殊晶界比例達到了78.8%,晶粒團簇組織為200μm,大角度晶界連通性被有效阻斷。二次退火熱處理晶界特征分布優化的關鍵因素在于非共格孿晶晶界大量產生,只有非共格孿晶晶界大量產生,才能實現晶界特征分布組織優化。

(4)將時效處理后試樣采用SEM觀察不同類型晶界析出物分布,并進行晶間腐蝕測定。結果表明,共格∑3晶界幾乎沒有碳化物的析出,非共格∑3晶界僅有稀少的碳化物存在,而大角度晶界有大量連續的碳化物分布。經晶間腐蝕測定后,特殊晶界具有耐腐蝕能力依次為:共格∑3晶界、非共格∑3晶界、∑9晶界以及∑27晶界。這些特殊晶界能夠有效地減少晶間碳化物的析出,從而減少晶間貧Mo現象的發生,進而阻止晶間腐蝕。(5)通過對比分析高溫退火處理試樣與晶界特征分布優化試樣的晶間腐蝕失重,發現經晶界特征分布優化的試樣具有更高的抗晶間腐蝕能力,這主要在于特殊晶界降低了晶間碳化物的析出和減少了大角度晶界比例。而高溫退火熱處理的試樣,大角度晶界處仍有碳化物的殘留,因此會發生晶間腐蝕現象。 

物理/機械功能：

密度：8.90g/cm3

熔點：1325-1370℃

磁性：無

抗拉強度：σb≥690MPa

屈從強度：σb≥275Mpa

延伸率：δ≥40%

硬度：≤100（HRB）

熱處理：

1150-1175℃之間保溫1-2小時，快速空冷或水冷。

此合金具有以下特性：

1.在氧化和還原狀態下，對大多數腐蝕介質具有優異的耐腐蝕性。

2.超卓的耐點腐蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂功能。

Hastelloy C-276 的金相結構:

C276為面心立方晶格結構。

Hastelloy C-276 的耐腐蝕性:

C276合金適用于各種含有氧化和還原性介質的化學流程工業。較高的鉬、鉻含量使合金可以耐氯離子的腐蝕，鎢元素也進一步提高了其耐腐蝕性。C276是僅有的幾種可以耐濕潤氯氣、次氯酸鹽以及二氧化氯溶液腐蝕的資料之一，該合金對高濃度的氯化鹽溶液具有顯著的耐腐蝕性（如氯化鐵和氯化銅）。

Hastelloy C-276 其它使用范疇：

1.紙漿和造紙工業，如煮解和漂白容器

2.FGD 體系中的洗滌塔、再加熱器、濕汽風扇等

3.在酸性氣體環境中作業的設備和元件

4.乙酸和酸性產品的反應器

5.硫酸冷凝器

6.亞甲二苯異氰酸鹽（MDI）

7.不純磷酸的生產和加工