產(chǎn)品名稱：哈氏合金C276
產(chǎn)品牌號(hào)：哈氏合金C276、Hastelloy C276、N10276、 NS334、2.4819
產(chǎn)品形態(tài)：棒材、管材、板材、環(huán)件、鍛件
交貨狀態(tài)：熱軋、固溶

哈氏合金C276產(chǎn)品簡述：

哈氏C-276合金是一種含鎢的鎳-鉻-鉬合金，因含有極低的硅碳含量，被認(rèn)為抗腐蝕合金。

在氧化和還原兩氛圍狀態(tài)中，對(duì)大多數(shù)腐蝕介質(zhì)具有的性能。

有耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕性能。較高的Mo、Cr含量使合金能夠耐氯離子腐蝕，W元素進(jìn)一步提高了耐蝕性。同時(shí)，哈氏C-276合金是僅有的幾種耐潮濕氯氣、次氯酸鹽及二氧化氯溶液腐蝕的材料之一，對(duì)高濃度的氯化鹽溶液如氯化鐵和氯化銅有的耐蝕性。適用于各種濃度的硫酸溶液，是少數(shù)幾種能應(yīng)用于熱濃硫酸溶液的材料之一。

哈氏C-276合金的物理性能如下所示：

材料成分：57Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W-2.5Co*-1Mn*-0.35V*-0.08Si*-0.01C* *為大a余量

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：UNS N10276，ASTM B575，ASME SB575，DIN/EN 2.4819

密 度：8.90g/cm3

哈氏C-276合金的焊接性能和普通奧氏體不銹鋼相似，在使用一種焊接方法對(duì)C-276焊接之前，必須要采取措施以使焊縫及熱影響區(qū)的抗腐蝕性能下降小，如鎢極氣體保護(hù)焊（GTAW）、金屬極氣體保護(hù)焊（GMAW）、埋弧焊或其他一些可以使焊縫及熱影響區(qū)抗腐蝕性能下降小的焊接方法。但對(duì)于諸如氧炔焊等有可能增加材料焊縫及熱影響區(qū)含碳量或含硅量的焊接方法是不適合采用的 [2] 。

關(guān)于焊接接頭形式的選擇，可以參照ASME鍋爐與壓力容器規(guī)范對(duì)哈氏C-276合金焊接接頭的成功經(jīng)驗(yàn)。

焊接坡口好采用機(jī)械加工的方法，但是機(jī)械加工會(huì)帶來加工硬化，所以對(duì)機(jī)械加工的坡口處進(jìn)行焊接前打磨是必要的。

焊接時(shí)要采用適宜的熱輸入速度，以防止熱裂紋的產(chǎn)生。

在絕大多數(shù)腐蝕環(huán)境下，哈氏C-276合金都能以焊接件的形式應(yīng)用。但在十分苛刻的環(huán)境中，C-276材料及焊接件要進(jìn)行固溶熱處理以獲得好的抗腐蝕性能。

哈氏C-276合金的焊接可以選擇自身作焊接材料或填料金屬。如要求在哈氏C-276合金的焊縫中添加某些成分，像其它鎳基合金或不銹鋼，并且這些焊縫將暴露在腐蝕環(huán)境中時(shí)，那么，焊接所用的焊條或焊絲則要求有和母材金屬相當(dāng)?shù)男阅堋?br/>

哈氏C-276合金材料固溶熱處理包括兩個(gè)過程：

在1040℃~1150℃加熱；

在兩分鐘之內(nèi)快速冷卻至黑色狀態(tài)（400℃左右），這樣處理后的材料有很好的耐蝕性能。因此僅對(duì)哈氏C-276合金進(jìn)行消應(yīng)力熱處理是無效的。在熱處理之前要清理合金表面的油污等可能在熱處理過程中產(chǎn)生碳元素的一切污垢。

哈氏C-276合金表面在焊接或熱處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧化物，使合金中的Cr含量降低，影響耐蝕性能，所以要對(duì)其進(jìn)行表面清理。可以使用不銹鋼絲刷或砂輪，接下來浸入適當(dāng)比例硝酸和氫氟酸的混合液中酸洗，后用清水沖洗干凈。

試驗(yàn)結(jié)果與分析

熱處理溫度對(duì)C-276合金管晶粒長大的影響冷軋態(tài)C-276合金無縫管在1040~1200℃下保溫10min后縱向顯微組織如圖1所示， 可知， 在1040~ 1200℃范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理，C-276合金均完成了回復(fù)和再結(jié)晶。在1040℃熱處理后，晶粒尺寸較小，晶內(nèi)有大量孿晶，隨著熱處理溫度的升高，晶粒逐漸長大；熱處理溫度在1080~1160℃時(shí)，晶粒尺寸較為均勻；在1200℃下熱處理時(shí)出現(xiàn)個(gè)別晶粒顯著長大現(xiàn)象。

C-276合金分別保溫5、10、20、30min時(shí)熱處理溫度對(duì)晶粒尺寸的影響。可以看出，在相同保溫時(shí)間下，隨熱處理溫度的升高晶粒尺寸逐漸增大，且晶粒長大趨勢(shì)相同。在1040~1080℃下，晶粒長大較快，在1080~1160℃范圍內(nèi)晶粒長大放緩，而在1160~1200℃時(shí)晶粒長大又加快。

晶界界面能的降低是晶粒長大的主要驅(qū)動(dòng)力，在晶粒長大過程中，晶粒尺寸的長大對(duì)應(yīng)總的晶界面積的下降，使系統(tǒng)總的界面能降低。晶粒長大速度與晶界遷移機(jī)制有關(guān)，而晶界遷移速率與溫度有密切關(guān)系，是一種熱激活過程，大角度晶界遷移率M與溫度T之間滿足Arre heni us關(guān)系(2426) ， 即：M=Mg exp(-QR/T) 式中：M。為常數(shù)； Q為晶界遷移的表觀激活能， kJ/mol；R為氣體常數(shù)， J/(mol·K) ； T為熱力學(xué)溫度， K。

晶界移動(dòng)速度v與驅(qū)動(dòng)壓力P關(guān)系式為：v=MP，式中M為晶界遷移率；而P=y，/D，其中y.為界面 能，D為晶粒直徑。對(duì)dD/dt積分可得：D=y，Mt將式(1)代人式(2)，且假設(shè)時(shí)間t為常數(shù)，可得到：D'=A exp(-QR/T) 其中A為常數(shù)，A=y，M。l式(3)兩邊取對(duì)數(shù)可得：InD=1/2InA-Q/(2RT) 式中：Q為晶界遷移的表觀激活能， kJ/mol； R為氣體常數(shù)， J/(mol·K) ； T為熱力學(xué)溫度， K?？梢奍nD與1/T呈線性關(guān)系。

統(tǒng)計(jì)在1040~1200℃下保溫5~30min后C-276合金無縫管的平均晶粒尺寸，并按上述式(4)進(jìn)行回歸分析，如圖3所示。由圖3可知，不同保溫時(shí)間下的線性擬合曲線近似相互平行，根據(jù)該結(jié)果，當(dāng)保溫時(shí)間為10min時(shí)， 晶粒尺寸D與熱處理溫度T的關(guān)系式為：lnD=0.5lnA-1.887×10*/T由式(5) 計(jì)算C-276合金在1040~1200℃下保溫10min后的晶界遷移表觀激活能為313.77kJ/mol， 比純鎳在基體點(diǎn)陣中的自擴(kuò)散激活能(約285.1kJ/mol) (27大， 主要是因?yàn)镃-276合金中含有較多的合金化元素，增加了晶粒長大激活能，抑制了晶粒長大。