Hastelloy B3板材固溶狀態(tài)的力學(xué)性能

1.Hastelloy B3簡介

Hastelloy B3材料是在哈氏合金B(yǎng)2的基礎(chǔ)上改進(jìn)的新材料，提高了材料的熱穩(wěn)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(jīng)越來越多地應(yīng)用于化工裝備的生產(chǎn)制造中。

Hastelloy B3( UNS 牌號為 N10675 ) ，是一種含碳量和含硅量極低的Ni－Mo合金，其主要化學(xué)成分見表1。Hastelloy B3板材固溶狀態(tài)的力學(xué)性能如表2所示。Hastelloy B3室溫下的物理性能見表3。

從Haynes公司提供的Hastelloy B-3材料的試驗(yàn)數(shù)據(jù)了解到，隨加熱溫度上升，其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、彈性模量會降低，而延伸率、熱膨脹系 數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)和比熱略有升高; 而隨冷態(tài)變形率的增加，其硬度、抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度增加，延伸率降低。

2.Hastelloy B3化學(xué)成分

3.Hastelloy B3力學(xué)性能

表2 Hastelloy B3板材固溶狀態(tài)的力學(xué)性能［1］

4.Hastelloy B3物理性能

表 3  Hastelloy B3室溫下的物理性能

5.Hastelloy B3加工藝

經(jīng)分析，Hastelloy B3的成形加工特性主要有:

(1) Hastelloy B3材料的延伸率較高，為冷壓成形創(chuàng)造了有利條件;

(2) Hastelloy B3材料比奧氏體不銹鋼堅(jiān)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) Hastelloy 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(yīng)力的存在可能會給焊縫造成熱裂紋。因此，墨?鉅特殊鋼提示您對于后期需要焊接加工的工件， 還是應(yīng)盡可能消除殘余應(yīng)力的影響;

(4) 變形嚴(yán)重的冷成形會提高Hastelloy B3材料的屈強(qiáng)比，還會增加應(yīng)力腐蝕和裂紋的敏感性，常采用中間和最終熱處理工藝;

( 5) Hastelloy B3材料在高溫下對氧化性介質(zhì)及硫、磷、鉛及其他低熔點(diǎn)金屬非常敏感;

( 6) 在600～800℃區(qū)間，加熱時間過長，哈氏B3合金會產(chǎn)生脆性相，導(dǎo)致延伸率降低，而且在此溫度區(qū)間外力或變形受到限制時，容易發(fā)生熱裂紋。因此采用熱成形時，溫度必須控制在900℃以上;

( 7) Hastelloy 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(yīng)充分酸洗，如殘留有氧化膜，可能在下次壓制時 產(chǎn)生裂紋;必要時，可在酸洗前噴砂處理。

6.Hastelloy B3焊接與成形

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(hù)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(xì)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，墨JU特殊鋼提醒您必須去除坡口和母材表面的附著物和氧化層，因?yàn)檠趸ず碗s質(zhì)的存在會影響焊縫和熱影響區(qū)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(hù)，避免合金元素高溫氧化燒損。

壓制前應(yīng)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?yàn)镠astelloy B3材料焊縫的氧化層很堅(jiān)硬，直接酸洗難以去除，在壓制成形過程中很容易產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，對焊縫的性能造成影響。

熱成形的優(yōu)點(diǎn)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(qū)域都有不同，甚至與模具直接接觸的表面可能要遠(yuǎn)低于金屬內(nèi)部的溫度，很難測量和控制，一旦在加工過程中局部材料進(jìn)入敏感溫度區(qū)，產(chǎn)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(jīng)驗(yàn)，選擇了冷成形工藝。壓制方法優(yōu)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。

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(jìn)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(dá)到1060 ～1080 ℃ 。加工件最終壓制成形后還要再進(jìn)行一次固溶熱處理，消除殘余的應(yīng)力，避免影響后續(xù)的焊接質(zhì)量。

6.Hastelloy B3熱處理

在熱處理之前和熱處理過程中，應(yīng)始終保持工件清潔和無污染，這一點(diǎn)非常重要。在加熱過程中，MO鉅特殊鋼提示您工件不能接觸硫、磷、鉛及其 他低熔點(diǎn)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?xì)饣蛉加蜖t，燃料中的含硫量越低越好，根據(jù)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0．25 g / m3，燃油中硫含量應(yīng)少于0．5% ( W) 為較好。爐氣必須潔凈并以微還原性為宜，應(yīng)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(fā)生不良變形。工件升溫速度盡可能快，必須待爐溫達(dá)到熱處理溫度后工件才能入爐。出爐后應(yīng)快速水冷，用浸入法或全面積均勻噴淋，墨鉅特殊鋼提醒您嚴(yán)禁采用水管澆注，以防冷熱不均，導(dǎo)致發(fā)生異常變形或撕裂。

7.Hastelloy B3典型應(yīng)用
超級合金廣泛用于制造航空，海軍艦船和工業(yè)領(lǐng)域中燃?xì)廨啓C(jī)的高溫部件，例如渦輪機(jī)葉片，導(dǎo)向葉片，渦輪機(jī)盤，高壓壓縮機(jī)盤，燃燒器以及能源轉(zhuǎn)換的生產(chǎn)。航天器，火箭發(fā)動機(jī)，核反應(yīng)堆，石油化工設(shè)備，煤轉(zhuǎn)化等設(shè)備。

以上為上海墨鉅最新數(shù)據(jù)資料，可做參考。