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镍基合金无缝钢管N10665棒材百科解析

发布:sonhooalloy 浏览:48568次

镍基合金无缝钢管N10665棒材百科解析

一、 核心身份与标准

  • 商业牌号: 常被称为哈氏合金B-2 (Hastelloy B-2)。

  • 统一编号: UNS N10665

  • 核心特性: 一种低碳、低铁、低硅镍-钼基合金,以其在强还原性介质高温盐酸环境中卓越的耐蚀性闻名。

  • 适用标准: ASTM B335 (棒材、锻件标准), ASTM B622 (无缝管标准)。

二、 关键化学成分 (重量百分比%)
N10665的核心在于其高镍、高钼及严格控制杂质元素的配方:

  • 镍 (Ni): ≥ 65.0% (基体元素,提供基本耐蚀性和韧性)。

  • 钼 (Mo): 26.0 - 30.0% (核心强化元素,赋予合金在还原性酸,尤其是盐酸中的顶级耐蚀性)。

  • 铬 (Cr): ≤ 1.0% (含量极低,确保在强还原性环境中不会因形成碳化铬而降低耐蚀性)。

  • 铁 (Fe): 1.0 - 3.0% (主要杂质,含量被严格限制)。

  • 碳 (C): ≤ 0.02% (超低碳,显著降低焊接和敏化过程中的碳化物析出倾向,提升耐晶间腐蚀能力)。

  • 钴 (Co): ≤ 1.0%。

  • 锰 (Mn): ≤ 1.0%。

  • 钒 (V): ≤ 0.30%。

  • 硅 (Si): ≤ 0.08% (严格控制,减少在特定介质中形成有害硅化物)。

  • 磷 (P): ≤ 0.025%。

  • 硫 (S): ≤ 0.010%。

  • 钨 (W): ≤ 0.50%。

三、 核心性能特点
N10665的设计目标明确,性能优势突出,但也有其适用范围:

  1. 顶级还原性酸耐蚀性:

  2. 所有浓度和温度的盐酸中表现极为出色(是少数能耐受沸腾温度下任何浓度盐酸的合金之一)。

  3. 硫酸(尤其在中等浓度、中温下)、磷酸醋酸等还原性酸具有优异的抵抗能力。

  4. 在含氯离子介质中耐点蚀、缝隙腐蚀性能良好。

  5. 抗局部腐蚀: 在氯化物环境中具有较好的耐点蚀和缝隙腐蚀能力(优于普通不锈钢)。

  6. 抗氧化性: 在还原性气氛或非氧化性酸中稳定,但在含氧化性介质(如硝酸、含Fe³⁺/Cu²⁺的盐酸、湿氯气、氧气)或高温空气环境中耐蚀性会显著下降,这是其关键局限性。

  7. 力学性能 (典型固溶态):

  8. 抗拉强度: ≥ 690 MPa (100 ksi)。

  9. 屈服强度 (0.2% 偏移): ≥ 310 MPa (45 ksi)。

  10. 延伸率: ≥ 40%。

  11. 硬度: 约 HB 200。

  12. 物理性能:

  13. 密度: 约 9.24 g/cm³。

  14. 熔点: 约 1330 - 1380°C。

  15. 热膨胀系数: 中等(需查具体温度范围数据)。

  16. 热导率: 较低(约 10 W/m·K 室温)。

  17. 加工与制造:

  18. 冷热加工性: 可进行热加工(锻造、轧制)和冷加工(拉拔、弯曲),但强度高、加工硬化速率快,需较大设备功率和中间退火。

  19. 焊接性: 焊接性能良好,但需严格控制热量输入并选用匹配焊材(如ERNiMo-7),焊后通常需固溶处理以恢复最佳耐蚀性。

  20. 热处理: 标准热处理为固溶处理(1065 - 1120°C,快速水冷或急冷),以获得均一的单相奥氏体组织和最佳耐蚀性。避免在425-870°C区间长时间停留,防止有害相析出。


四、 生产工艺关键点 (棒材与无缝管)

  1. 熔炼: 采用真空感应熔炼 (VIM)VIM + 电渣重熔 (ESR) / 真空电弧重熔 (VAR) 工艺,确保高纯净度、成分均匀性和组织致密性,这对耐蚀合金至关重要。

  2. 锻造/轧制:

  3. 铸锭经高温均匀化处理后进行锻造或轧制开坯。

  4. 精确控制锻造/轧制温度(通常在高温奥氏体区)和变形量,以破碎铸态组织、细化晶粒。

  5. 棒材成型: 热轧或锻造成所需直径的圆棒。

  6. 无缝管成型 (核心):

  7. 挤压: 是生产高性能镍基合金厚壁无缝管的主流方法。加热的棒坯在高压下通过模具和芯棒挤出成管坯。

  8. 热轧/冷轧+拉拔: 管坯进一步通过热轧(如斜轧穿孔、Assel轧管)或冷轧/冷拔工艺,达到最终尺寸和精度要求。冷加工需配合中间固溶退火。

  9. 固溶处理: 最终关键工序,所有成品棒材和无缝管必须经过精确控制的固溶处理并快速冷却,以溶解加工中可能析出的第二相,获得均一、耐蚀的奥氏体组织。

  10. 精整与检验: 包括矫直、定尺切割、表面处理(如酸洗、抛光)、严格的无损检测(超声、涡流、渗透等)、力学性能测试、化学成分验证、金相分析、耐蚀性测试(按需)等。

五、 典型应用领域
N10665棒材和无缝管广泛应用于苛刻的还原性腐蚀环境:

  • 化工与石化: 盐酸回收系统、醋酸生产设备、烷基化装置、硫酸冷凝器、反应器、换热器管。

  • 制药工业: 涉及高纯盐酸、有机酸的反应器和管道系统。

  • 农药生产: 含氯、含硫化合物合成设备。

  • 湿法冶金: 浸出、萃取设备。

  • 烟气脱硫 (FGD) 部分环节: 处理含有盐酸、亚硫酸等还原性酸的环境。

  • 核燃料后处理。

总结:
UNS N10665 (哈氏合金B-2) 棒材和无缝管是专为
强还原性酸环境,特别是高温盐酸设计的镍钼合金。其超低碳、低铁硅的成分,结合严格的生产工艺(特别是真空熔炼、挤压/轧制无缝成型和固溶处理),赋予了它顶级的还原性酸耐蚀性、良好的力学性能和可加工性。采购人员需重点关注其在氧化性介质中不耐蚀的局限性,确保应用环境匹配。严格的成分控制、纯净度、热处理工艺和无损检测是保障其性能可靠性的关键。

上海商虎有色金属有限公司 主要分类及代表性牌号

一、 镍基高温合金(应用最广泛)

常见国际牌号:

Inconel 系列: Inconel 600, Inconel 625, Inconel 718 (应用最广的航空发动机材料之一), Inconel X-750, Inconel 617, Inconel 738, Inconel 939, Inconel 740H

Hastelloy 系列: Hastelloy X, Hastelloy C-276, Hastelloy B-3 (更侧重耐腐蚀,但也具高温性能)

Waspaloy (典型涡轮盘/叶片材料)

Rene 系列: Rene 41, Rene 80, Rene 88DT, Rene N5 (先进单晶/粉末合金)

Udimet 系列: Udimet 500, Udimet 520, Udimet 720

Nimonic 系列: Nimonic 75, Nimonic 80A, Nimonic 90, Nimonic 105, Nimonic 115, Nimonic 263

Alloy 系列: Alloy 800H/HT, Alloy 825, Alloy 230

Haynes 系列: Haynes 230, Haynes 282, Haynes 214

Mar-M 系列: Mar-M 247 (铸造叶片), Mar-M 200, Mar-M 002

CMSX 系列: CMSX-4, CMSX-10 (单晶合金)

其他: IN-100, IN-713C, IN-738LC, IN-939, Nimonic PE16, RR1000, ME3, TMS 系列 (日本)

中国牌号 (GH系列):

变形合金: GH4169 (对应Inconel 718), GH3030, GH3039, GH3044, GH3128, GH3625 (对应Inconel 625), GH4099, GH4133, GH4141, GH4163, GH4738 (对应Waspaloy), GH5188 (对应Haynes 188,实为钴基), GH5605 (对应L605,实为钴基)

铸造合金: K403, K405, K406, K417, K417G, K418, K419, K423, K424, K438, K640 (司太立合金,钴基)

粉末合金: FGH4095, FGH4096, FGH4097, FGH4098, FGH4102

单晶合金: DD3, DD4, DD6, DD8, DD9, DD10, DD32, DD33, DD407

铁镍基高温合金(以铁、镍为主要基体)

常见国际牌号:

Incoloy 系列: Incoloy 800, Incoloy 800H/HT, Incoloy 825, Incoloy 901, Incoloy 903, Incoloy 907, Incoloy 909, Incoloy 925, Incoloy MA956 (ODS合金)

Pyromet 系列: Pyromet CTX-1 (如A-286)

A-286 (Fe-25Ni-15Cr,应用广泛)

N155 (Multimet)

19-9 DL

中国牌号 (GH系列):

变形合金: GH2018, GH2036, GH2038, GH2130, GH2132 (对应A-286), GH2135, GH2136, GH2302, GH2747, GH2901 (对应Incoloy 901), GH2903, GH2907, GH2909, GH2984, GH3128 (实为镍基,常被归类讨论)

铸造合金: K213, K214

钴基高温合金

常见国际牌号:

Haynes 系列: Haynes 25 (L-605), Haynes 188, Haynes R-41 (实为镍基)

Stellite (司太立) 系列: Stellite 6B, Stellite 21, Stellite 31

Ultimet

FSX-414

MAR-M 509, MAR-M 302

E1, X-40, X-45, WI-52

中国牌号:

变形合金: GH5188 (对应Haynes 188), GH5605 (对应Haynes 25/L-605)

铸造合金: K640 (系列牌号,如K640M),DZ40M

司太立合金: STL6, STL12, STL21等。



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