N04401 / 哈氏合金 B-3 是什么材料？

哈氏合金 B-3 是一种镍-钼合金，属于哈氏合金家族中的“B”系列。这个系列以其卓越的耐还原性介质腐蚀能力而闻名。B-3 是早期哈氏合金 B-2 的改进版本，通过调整化学成分，极大地提高了热稳定性和抗晶间腐蚀能力，解决了 B-2 在高温下长时间停留容易变脆的问题。

主要化学成分（大致范围）：

• 镍 (Ni)： 基体，占大部分，提供基本的耐腐蚀性和奥氏体结构。

• 钼 (Mo)： 约 28-30%，是提供卓越耐还原性介质（特别是盐酸）腐蚀的关键元素。

• 铬 (Cr)： 约 1.0-3.0%，比 B-2 有所提高，略微改善了在氧化-还原混合介质中的性能。

• 铁 (Fe)： 约 1.0-3.0%。

• 钨 (W)： 约 1.5-4.0%，能增强合金的强度和耐点蚀能力。

• 碳 (C)、硅 (Si)、钴 (Co) 等： 含量严格控制，以优化焊接和加工性能。

主要特性

1. 极佳的耐还原性介质腐蚀能力

2. 这是其最突出的特点。它对盐酸 (HCl) 在任何浓度和温度（包括沸点）下都具有优异的耐腐蚀性。

3. 同样对硫酸 (H₂SO₄)、磷酸 (H₃PO₄)、醋酸 以及其他非氧化性酸有很好的抵抗能力。

4. 出色的耐局部腐蚀能力

5. 由于其高钼含量，它具有良好的抗点蚀和缝隙腐蚀 的能力。

6. 优异的热稳定性

7. 与哈氏合金 B-2 相比，B-3 最大的改进就在于其热稳定性。它在 600°C 至 1100°C 的温度范围内，能够长时间保持韧性，而不会因析出有害相（如μ相）而显著脆化。这使得它在加工制造（如焊接、热成型）和设备维修中更加安全可靠。

8. 良好的抗应力腐蚀开裂能力

9. 在氯化物环境中，具有较好的抗应力腐蚀开裂性能。

10. 机械性能

11. 具有较高的强度和韧性。

12. 加工硬化率适中，可以进行冷加工成型。

需要注意的弱点

• 不耐氧化性介质腐蚀： 这是 B 系列合金的通病。它对含有氧化剂（如铁离子、铜离子、溶解氧、次氯酸盐） 的环境非常敏感。在这些条件下，腐蚀速率会急剧增加。例如，它不耐硝酸和王水。

• 高温抗氧化性差： 在高温（约 600°C 以上）空气中，由于铬含量较低，容易形成挥发的MoO₃，导致材料快速退化，因此不推荐在高温氧化气氛下使用。

主要应用领域

基于以上特性，哈氏合金 B-3 主要用于处理苛刻的还原性化学环境，常见于以下行业：

• 化工和石油化工： 用于制造反应器、热交换器、管道、阀门、泵等，处理硫酸、盐酸、磷酸等。

• 制药行业： 参与涉及高浓度盐酸的工艺流程。

• 酸洗设备： 用于处理热硫酸的酸洗线和设备。

• 农药生产：

• 核燃料再生：

总结

简单来说，N04401 (哈氏合金 B-3) 是处理最强还原性酸（尤其是盐酸）环境的王牌材料之一，但其使用前提是介质中不能含有氧化性成分。