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    生產地址:西安市灞橋區酒十路東嶺鋼鐵公司院內

    材料牌號:Hastelloy B3哈氏合金
    美國牌號:UNS N10675
    一、 Hastelloy B3(N10675)哈氏合金概述:
    Hastelloy B3(N10675)是一種以鎳、鉬、鈷等元素組成的鎳基高溫合金,含鎳量約為65 %。  Hastelloy B3(N10675)鎳基合金材料是在哈氏合金B2的基礎上改進的新材料,提高了材料的熱穩定性,從而提高了耐蝕性能,同時,改善了熱成形與冷成形性能。近年來,已經越來越多地應用于化工裝備的生產制造中。
    二、Hastelloy B3(N10675)化學成分:見表1-1。
     表1-1                                                                 %

    C≤ Si≤ Mn≤ P≤ S≤ Cr≥ Ni≥ Mo≥ Cu≤
    0.01 0.10 3.00 0.030 0.010 1.00-3.00 65.0 27.0-32.0 0.20
    Nb/Ta≤ Al≤ Ti≤ Fe≤ Co≤ V≤ W≤ Ni+Mo Ta≤
    0.20 0.50 0.20 1.00-3.00 3.00 0.20 3.00 94.0-98.0 0.20

    三、 Hastelloy B3(N10675)哈氏合金主要特性及焊接與加工:
    1、材料分析:Hastelloy B3(N10675)哈氏合金板材固溶狀態的力學性能:隨加熱溫度上升,其抗拉強度、屈服強度、彈性模量會降低,而延伸率、熱膨脹系數、導熱系數和比熱略有升高;而隨冷態變形率的增加,其硬度、抗拉強度和屈服強度增加,延伸率降低。
    2、成形加工特性:經分析,哈氏合金B3的成形加工特性主要有:
    (1)、哈氏合金B3材料的延伸率較高,為冷壓成形創造了有利條件。
    (2)、哈氏合金B3材料比奧氏體不銹鋼堅硬,加工硬化傾向更明顯,所以在冷成形時需要更大的壓力,或分步成形。
    (3)、哈氏合金B3材料冷成形變形率小于10%時,不會對加工件的耐腐蝕性能造成影響,但在焊接加工中,殘余應力的存在可能會給焊縫造成熱裂紋。因此,對于后期需要焊接加工的工件,還是應盡可能消除殘余應力的影響。
    (4)、變形嚴重的冷成形會提高哈氏合金B3材料的屈強比,還會增加應力腐蝕和裂紋的敏感性,常采用中間和最終熱處理工藝。
    (5)、哈氏合金B3材料在高溫下對氧化性介質及硫、磷、鉛及其他低熔點金屬非常敏感。
    (6)、在600~800℃區間,加熱時間過長,哈氏B3合金會產生脆性相,導致延伸率降低,而且在此溫度區間外力或變形受到限制時,容易發生熱裂紋。因此采用熱成形時,溫度必須控制在900℃以上。
    (7)、哈氏合金B3材料加工壓制前,與工件接觸的模具表面清理干凈;冷加工時,可采用潤滑方法,成形后須立即脫脂處理或用堿清洗。
    (8)、加工件出爐水冷后,表面的氧化膜較厚,應充分酸洗,如殘留有氧化膜,可能在下次壓制時產生裂紋;必要時,可在酸洗前噴砂處理。
    3、焊接與成形:
    (1)、在成形加工前,原坯料如果需要拼接焊縫,最好選擇鎢極氬弧焊(GTAW)焊接方法,這樣才能更好地保護焊縫不被氧化,如果采用手工電弧焊方法,很容易造成中間焊道被氧化,即使每層打磨清理,也難保清理徹底,有細微的氧化層殘留,也可能會對焊縫的成形加工性能造成影響。 工件焊接之前,必須去除坡口和母材表面的附著物和氧化層,因為氧化膜和雜質的存在會影響焊縫和熱影響區的性能。焊接最好選用小電流,避免過慢的速度, 不擺動,層間溫度控制在100℃以下,采用正、背兩面氬氣保護,避免合金元素高溫氧化燒損。 壓制前應將焊縫表面打磨光滑,去除焊縫表面較厚的氧化層并輔以酸洗。因為哈氏合金B3材料焊縫的氧化層很堅硬,直接酸洗難以去除,在壓制成形過程中很容易產生細微的裂紋,對焊縫的性能造成影響。
    (2)、熱成形的優點是可一次成形,能避免加工硬化,如果成形溫度能控制好,還可免去熱處理。但熱成形過程中溫度變化很大,且每個區域都有不同,甚至與模具直接接觸的表面可能要遠低于金屬內部的溫度,很難測量和控制,一旦在加工過程中局部材料進入敏感溫度區,產生微裂紋等缺陷, 便很難在后期的固溶熱處理中消除。吸取加工廠的經驗, 選擇了冷成形工藝。壓制方法優先選用模壓,必須采用旋壓時也要采用冷旋壓,或溫度不超過400℃的溫旋壓。
    (3)、冷成形過程中,變形率較大時要采用分步成形工藝。分步成形要進行中間熱處理,宜選用固溶熱處理,溫度控制在1000℃以上。選擇固溶熱處理工藝,溫度達到1060~1080℃。加工件最終壓制成形后還要再進行一次固溶熱處理,消除殘余的應力,避免影響后續的焊接質量。
    4、熱處理:
    Hastelloy B3(N10675)哈氏合金在熱處理之前和熱處理過程中,應始終保持 工件清潔和無污染, 這一點非常重要。在加熱過程中,工件不能接觸硫、磷、鉛及其他低熔點金屬,否則會損害合金的性能,使合金變脆。加熱爐最好為電爐,如采用燃氣或燃油爐,燃料中的含硫量越低越好,根據材料廠家推薦,天然氣和液化石油氣中的硫的總含量不大于0.1% (V),城市煤氣中硫的含量不大于0.25g/m3 ,燃油中硫含量應少于0.5%(W)為較好。
    爐氣必須潔凈并以微還原性為宜,應避免爐氣在氧化性和還原性之間波動,加熱火焰不能直接接觸工件。工件入爐前必須支撐,避免高溫下發生不良變形。工件升溫速度盡可能快,必須待爐溫達到熱處理溫度后工件才能入爐。出爐后應快速水冷,用浸入法或全面積均勻噴淋,嚴禁采用水管澆注,以防冷熱不均,導致發生異常變形或撕裂。

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