镍合金加工性能

HastelloyB3（N10675）化学成分及概述HastelloyB3（N10675）是一种以镍、钼、钴等元素组成的镍基高温合金，含镍量约为65%。HastelloyB3（N10675）镍基合金材料是在哈氏合金B2的基础上改进的新材料，提高了材料的热稳定性，从而提高了耐蚀性能，同时，改善了热成形与冷成形性能。近年来，已经越来越多地应用于化工装备的生产制造中。HastelloyB3（N10675）化学成分C≤Si≤Mn≤P≤S≤Cr≥Ni≥Mo≥Cu≤0.010.103.000.0300.0101.00-3.0065.027.0-32.00.20Nb/Ta≤Al≤Ti≤Fe≤Co≤V≤W≤Ni+MoTa≤0.200.500.201.00-3.003.000.203.0094.0-98.00.20HastelloyB3（N10675）哈氏合金主要特性及焊接与加工：1、材料分析：HastelloyB3（N10675）哈氏合金板材固溶状态的力学性能：随加热温度上升，其抗拉强度、屈服强度、弹性模量会降低，而延伸率、热膨胀系数、导热系数和比热略有升高；而随冷态变形率的增加，其硬度、抗拉强度和屈服强度增加，延伸率降低。2、成形加工特性：经分析，哈氏合金B3的成形加工特性主要有：(1)、哈氏合金B3材料的延伸率较高，为冷压成形创造了有利条件。(2)、哈氏合金B3材料比奥氏体不锈钢坚硬，加工硬化倾向更明显，所以在冷成形时需要更大的压力，或分步成形。(3)、哈氏合金B3材料冷成形变形率小于10%时，不会对加工件的耐腐蚀性能造成影响，但在焊接加工中，残余应力的存在可能会给焊缝造成热裂纹。因此，对于后期需要焊接加工的工件，还是应尽可能消除残余应力的影响。(4)、变形严重的冷成形会提高哈氏合金B3材料的屈强比，还会增加应力腐蚀和裂纹的敏感性，常采用中间和最终热处理工艺。(5)、哈氏合金B3材料在高温下对氧化性介质及硫、磷、铅及其他低熔点金属非常敏感。(6)、在600～800℃区间，加热时间过长，哈氏B3合金会产生脆性相，导致延伸率降低，而且在此温度区间外力或变形受到限制时，容易发生热裂纹。因此采用热成形时，温度必须控制在900℃以上。(7)、哈氏合金B3材料加工压制前，与工件接触的模具表面清理干净；冷加工时，可采用润滑方法，成形后须立即脱脂处理或用碱清洗。(8)、加工件出炉水冷后，表面的氧化膜较厚，应充分酸洗，如残留有氧化膜，可能在下次压制时产生裂纹；必要时，可在酸洗前喷砂处理。3、焊接与成形：(1)、在成形加工前，原坯料如果需要拼接焊缝，最好选择钨极氩弧焊（GTAW）焊接方法，这样才能更好地保护焊缝不被氧化，如果采用手工电弧焊方法，很容易造成中间焊道被氧化，即使每层打磨清理，也难保清理彻底，有细微的氧化层残留，也可能会对焊缝的成形加工性能造成影响。工件焊接之前，必须去除坡口和母材表面的附着物和氧化层，因为氧化膜和杂质的存在会影响焊缝和热影响区的性能。焊接最好选用小电流，避免过慢的速度，不摆动，层间温度控制在100℃以下，采用正、背两面氩气保护，避免合金元素高温氧化烧损。压制前应将焊缝表面打磨光滑，去除焊缝表面较厚的氧化层并辅以酸洗。因为哈氏合金B3材料焊缝的氧化层很坚硬，直接酸洗难以去除，在压制成形过程中很容易产生细微的裂纹，对焊缝的性能造成影响。(2)、热成形的优点是可一次成形，能避免加工硬化，如果成形温度能控制好，还可免去热处理。但热成形过程中温度变化很大，且每个区域都有不同，甚至与模具直接接触的表面可能要远低于金属内部的温度，很难测量和控制，一旦在加工过程中局部材料进入敏感温度区，产生微裂纹等缺陷，便很难在后期的固溶热处理中消除。吸取加工厂的经验，选择了冷成形工艺。压制方法优先选用模压，必须采用旋压时也要采用冷旋压，或温度不超过400℃的温旋压。(3)、冷成形过程中，变形率较大时要采用分步成形工艺。分步成形要进行中间热处理，宜选用固溶热处理，温度控制在1000℃以上。选择固溶热处理工艺，温度达到1060～1080℃。加工件最终压制成形后还要再进行一次固溶热处理，消除残余的应力，避免影响后续的焊接质量。4、热处理：HastelloyB3（N10675）哈氏合金在热处理之前和热处理过程中，应始终保持工件清洁和无污染，这一点非常重要。在加热过程中，工件不能接触硫、磷、铅及其他低熔点金属，否则会损害合金的性能，使合金变脆。加热炉最好为电炉，如采用燃气或燃油炉，燃料中的含硫量越低越好，根据材料厂家推荐，天然气和液化石油气中的硫的总含量不大于0．1%（V），城市煤气中硫的含量不大于0．25g/m3，燃油中硫含量应少于0．5%（W）为较好。炉气必须洁净并以微还原性为宜，应避免炉气在氧化性和还原性之间波动，加热火焰不能直接接触工件。工件入炉前必须支撑，避免高温下发生不良变形。工件升温速度尽可能快，必须待炉温达到热处理温度后工件才能入炉。出炉后应快速水冷，用浸入法或全面积均匀喷淋，严禁采用水管浇注，以防冷热不均，导致发生异常变形或撕裂。5、HastelloyB3（N10675）哈氏合金的品种规格与供应状态：1、品种分类：上海宝屿特种合金可生产各种规格的HastelloyB3无缝管、HastelloyB3钢板、HastelloyB3圆钢、HastelloyB3锻件、HastelloyB3法兰、HastelloyB3圆环、HastelloyB3焊管、HastelloyB3钢带、HastelloyB3丝材及配套焊材。2、交货状态：无缝管：固溶+酸白，长度可定尺；板材：固溶、酸洗、切边；焊管：固溶酸白+RT%探伤，锻件：退火+车光；棒材以锻轧状态、表面磨光或车光；带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货；丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。