哈氏合金Hastelloy C276 (HAST-C276)鍛造 鍛打

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：

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(guó)際通稱(chēng)：

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

Hastelloy C-276 的化學(xué)成分:

Hastelloy C-276 的物理性能: 

Hastelloy C-276 在常溫下合金的機(jī)械性能的小值:

 Hastelloy C-276合金作為核電站關(guān)鍵零部件的主要制造材料,長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫高壓強(qiáng)輻照等惡劣環(huán)境當(dāng)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(duì)于服役壽命至關(guān)重要。但從國(guó)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用來(lái)看,國(guó)產(chǎn)Hastelloy C-276合金依然存在著使用壽命較短的問(wèn)題。為了確保核電站的安全,延長(zhǎng)材料的服役壽命,需要進(jìn)一步提高Hastelloy C-276抗高溫腐蝕的能力。在上世紀(jì)90年代初Watanabe提出晶界設(shè)計(jì)與控制的思想,可以很好地提高材料的相關(guān)性能,如抗腐蝕、蠕變、疲勞等。該方法通過(guò)合理的形變熱處理工藝,提高材料中特殊晶界比例,優(yōu)化晶界特征分布,進(jìn)而改善材料中與晶界相關(guān)的性能。 

最后通過(guò)晶間腐蝕實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了晶界特征分布優(yōu)化后試樣的抗腐蝕能力,并分析其原因。

結(jié)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(jìn)行1100℃退火15min熱處理。2.5-15%變形范圍內(nèi),材料的特殊晶界比例發(fā)生明顯變化。在此范圍內(nèi)進(jìn)行退火時(shí)間工藝優(yōu)化,7.5%變形條件下1100℃退火30min,總的特殊晶界比例達(dá)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(lái)說(shuō),未形成較大的團(tuán)簇組織,這點(diǎn)可以從∑(9+27)/∑3比值加以證實(shí),因而還需進(jìn)一步優(yōu)化其工藝參數(shù)。除此之外,大變形量范圍內(nèi)(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(guò)程中進(jìn)行原位觀察。在退火初始5min時(shí),由于應(yīng)變誘導(dǎo)大角度晶界遷移,吞并和消除在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的共格孿晶,產(chǎn)生大量的非共格孿晶晶界。當(dāng)退火時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)到15min時(shí),發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的非共格孿晶晶界大量消失,而新的共格孿晶晶界產(chǎn)生,形成的晶粒團(tuán)簇組織進(jìn)一步長(zhǎng)大,總的特殊晶界比例達(dá)到了80.5%,然而晶粒團(tuán)簇外圍的大角度晶界重新恢復(fù)連接。將退火時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)到30min,發(fā)現(xiàn)與退火15min顯微組織基本一致,特殊晶界沒(méi)有發(fā)生變化。說(shuō)明此類(lèi)組織在較長(zhǎng)的退火時(shí)間內(nèi)具有一定穩(wěn)定性。

(3)初始晶粒尺寸以及二次退火熱處理對(duì)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(tuán)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(jīng)晶界特征分布優(yōu)化后工藝參數(shù)為:5%冷軋變形100℃退火5min后進(jìn)行1100℃退火15min熱處理。總的特殊晶界比例達(dá)到了78.8%,晶粒團(tuán)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(yōu)化的關(guān)鍵因素在于非共格孿晶晶界大量產(chǎn)生,只有非共格孿晶晶界大量產(chǎn)生,才能實(shí)現(xiàn)晶界特征分布組織優(yōu)化。

(4)將時(shí)效處理后試樣采用SEM觀察不同類(lèi)型晶界析出物分布,并進(jìn)行晶間腐蝕測(cè)定。結(jié)果表明,共格∑3晶界幾乎沒(méi)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(xù)的碳化物分布。經(jīng)晶間腐蝕測(cè)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(xiàn)象的發(fā)生,進(jìn)而阻止晶間腐蝕。(5)通過(guò)對(duì)比分析高溫退火處理試樣與晶界特征分布優(yōu)化試樣的晶間腐蝕失重,發(fā)現(xiàn)經(jīng)晶界特征分布優(yōu)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(huì)發(fā)生晶間腐蝕現(xiàn)象。 

物理/機(jī)械功能：

密度：8.90g/cm3

熔點(diǎn)：1325-1370℃

磁性：無(wú)

抗拉強(qiáng)度：σb≥690MPa

屈從強(qiáng)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(shí)，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(tài)下，對(duì)大多數(shù)腐蝕介質(zhì)具有優(yōu)異的耐腐蝕性。

2.超卓的耐點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂功能。

Hastelloy C-276 的金相結(jié)構(gòu):

C276為面心立方晶格結(jié)構(gòu)。

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(zhì)的化學(xué)流程工業(yè)。較高的鉬、鉻含量使合金可以耐氯離子的腐蝕，鎢元素也進(jìn)一步提高了其耐腐蝕性。C276是僅有的幾種可以耐濕潤(rùn)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(duì)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(yè)，如煮解和漂白容器

2.FGD 體系中的洗滌塔、再加熱器、濕汽風(fēng)扇等

3.在酸性氣體環(huán)境中作業(yè)的設(shè)備和元件

4.乙酸和酸性產(chǎn)品的反應(yīng)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(chǎn)和加工