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哈氏合金

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哈氏合金Hastelloy C-4棒材;板材;管材

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HastelloyX哈氏合金板HastelloyX板材

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哈氏合金百科

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哈氏合金板

2019-03-15 10:05:15

哈氏合金是镍基合金的一种,目前主要分为B、C、G三个系列,它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合。 哈氏合金化学成分   材料的化学成分  Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn P S W V Cu Nb+Ta  N10665 (B-2) 基 ≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03  N10276 (C-276) 基 14.5~16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ 4.5 ≤0.035  N06007 (G-3) 基 21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤1.5 1.5~2.5 ≤0.50       国产哈氏合金板钛、镍、钨、钼、锆、钽、铌、等哈氏合金板B系列 :B → 哈氏合金板B-2(00Ni70Mo28) → 哈氏合金板B-3(00Ni70Mo28)哈氏合金板C系列 :C → 哈氏合金板C-276(00Cr16Mo16W4) →哈氏合金板C-4(00Cr16Mo16) →  哈氏合金板C-22 (00Cr22Mo13W3) → 哈氏合金板C-2000(00Cr20Mo16)哈氏合金板G系列 :G  → 哈氏合金板G-3(00Cr22Ni48Mo7Cu) →  哈氏合金板G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)哈氏合金板、管材、板材、圆板、板条、丝材、棒材、六角棒、法兰、弯头、三通、封头、大小头主要成分:59Ni-15Cr-16Mo-4W-5Fe 。   哈氏合金板是一种含钨的镍-铬-钼合金,含有极低的硅和碳。优势产品有254SMO、AL6XN、AL904L、NAS 254N、NAS 255NM、NAS 354N、NAS 329J3L(S32205双相钢)、INCOLOY 825、INCONEL 625、HASTELLOY C-276 INCONELX-750、NAS HX(HASTELLOYX)、MONEL400/K-500、INCOLOY 800/800H/800HT、INCOLOY 840、INCONEL 600、INCONEL 601、NAS 660(A-286)、LDX 2101、SAF2304、SAF 2507、尿素钢724L、725LN、253MA、纯镍Ni200(N6)、Ni201(N4)、钛及钛合金JISH4600 TR270/TR340C、GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR7、G、G、SP-700、锆702、锆705以及进口奥氏体不锈钢304、304L、316、316L、316H、316TI、317L、310S、321等。   一、典型哈氏合金板化学成分   材料的化学成分   Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn P S W V Cu Nb+Ta   N10665 (B-2) 基 ≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03  N10276 (C-276) 基 14.5~16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ 4.5 ≤0.035  N06007 (G-3) 基 21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤1.5 1.5~2.5 ≤0.50   二、哈氏合金板耐蚀性能   哈氏C-276合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金。它是现代金属材料中最耐蚀的一种。主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐,在低温与中温中均有很好的耐蚀性能。因此,近三十年以来、在苛刻的腐蚀环境中,如化工、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业领域有着相当广泛的应用。   哈氏C-276合金的各种腐蚀数据是有其典型性的,但是不能用作规范,尤其是在不明环境中,必须要经过试验才可以选材。哈氏C-276合金中没有足够的Cr来耐强氧化性环境的腐蚀,如热的浓硝酸。这种合金的产生主要是针对化工过程环境,尤其是存在混酸的情况下,如烟气脱硫系统的出料管等。下表是四种合金在不同环境下的腐蚀对比试验情况。(所有焊接试样采用自熔钨极氩弧焊)   四种金属在不同环境下的腐蚀对比试验   试验环境 (沸腾) 腐蚀率 (毫米/)   典型316 AL-6XN Inconel625 C-276   基本 金属试样 焊接 试 样 基本 金属 试样 焊接 试 样 基本 金属 试样 基本 金属 试样 焊接 试 样   20%醋酸 0.003 0.003 0.0036 0.0018 0.0076 0.013 0.006   45% 0.277 0.262 0.116 0.142 0.13 0.07 0.049   10%草酸 1.02 0.991 0.277 0.274 0.15 0.29 0.259   20%磷酸 0.177 0.155 0.007 0.006 0.001 0.001 0.0006   10% 1.62 1.58 0.751 0.381 0.12 0.07 0.061   10%硫酸 9.44 9.44 2.14 2.34 0.64 0.35 0.503   10%碳酸氢钠 1.06 1.06 0.609 0.344 0.10 0.07 0.055   哈氏C-276合金可以用作燃煤系统的烟气脱硫部件,在这种环境下C-276是最耐蚀的材料。下表是C-276合金和典型316在烟气模拟系统“绿色死亡”溶液中的腐蚀对比试验情况。   “绿色死亡”溶液中的腐蚀对比试验   “绿色死亡”溶液 (沸腾) 腐蚀率 (mm/a)   典型316 C-276   7%硫酸 破坏 0.67   3%  1%CuCl2  1%FeCl3  由上表可见,C-276合金对混合的具有氯离子的酸、盐溶液有很好的耐蚀性能。   哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的加入将C-276合金的耐点蚀和缝隙腐蚀的能力大大提高。C-276合金在海水环境中被认为是惰性的,所以C-276被广泛地应用在海洋、盐水和高氯环境中,甚至在强酸低PH值情况下。下表是四种金属在6%FeCl3(按ASTM标准G-48执行)溶液中发生缝隙腐蚀的对比情况。   缝隙腐蚀发生情况   合金 缝隙腐蚀发生温度   °F °C   典型316 27 2.5   AL-6XN 113 45   Inconel625 113 45   C-276 140 60   C-276合金中高含量的Ni和Mo使其对氯离子应力腐蚀断裂也有很强的抵抗能力,下表是四种金属在不同含氯离子溶液中的应力腐蚀断裂试验情况。   氯离子应力腐蚀断裂试验情况   试验溶液 弯曲U形试样试验时间(Hours)和试验结果   典型316 AL-6XN Inconel 625 C-276   42%MgCl2(沸腾) 失败(24小时) 兼有(1000小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时)   33%LiCl(沸腾) 失败(100小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时)   26%NaCl(沸腾) 失败(300小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时)   二、物理性能   密度:8.90g/cm3, 比热:425J/kg/k, 弹性模量:205Gpa(21℃)   三、机械性能   典型的C-276合金的拉力试验结果如下表所示,其材料是在1150℃退火,并以水急冷。   力学性能试验值   温 度 (℃) 屈服强度σ0.2 (Mpa) 抗拉强度σb (Mpa) 延伸率δ5 (%)   -196 565 965 45   -101 480 895 50   21 415 790 50   93 380 725 50   204 345 710 50   316 315 675 55   427 290 655 60   538 270 640 60   对C-276合金进行冷变形加工会使其强度增加。在对其进行冲击试验时,V形槽冲击试样采用10mm厚的板材(板材要经过退火处理),如果试样是采用焊接的试样,则在同样的温度范围,它会显示出一定的柔韧性,这是因为焊缝的原因。板材冲击试验结果如下表所示。   试验温度(℃) V形槽试样冲击功(J)   -196 245   21 325   200 325   C-276合金和普通奥氏体不锈钢有相似的成形性能。但由于其比普通奥氏体不锈钢的强度要大,所以,在冷成形加工过程中会有更大应力。此外,这种材料的加工硬化速度比普通不锈钢快得多,因此在有广泛冷成形加工过程中,要采取中途退火处理。   四、焊接及热处理   C-276合金的焊接性能和普通奥氏体不锈钢相似,在使用一种焊接方法对C-276焊接之前,必须要采取措施以使焊缝及热影响区的抗腐蚀性能下降最小,如钨极气体保护焊(W)、金属极气体保护焊(GMAW)、埋弧焊或其他一些可以使焊缝及热影响区抗腐蚀性能下降最小的焊接方法。但对于诸如氧炔焊等有可能增加材料焊缝及热影响区含碳量或含硅量的焊接方法是不适合采用的。   关于焊接接头形式的选择,可以参照ASME锅炉与压力容器规范对C-276焊接接头的成功经验。   焊接坡口最好采用机械加工的方法,但是机械加工会带来加工硬化,所以对机械加工的坡口处进行焊接前打磨是必要的。   哈氏合金板焊接时要采用适宜的热输入速度,以防止热裂纹的产生。   在绝大多数腐蚀环境下,C-276都能以焊接件的形式应用。但在十分苛刻的环境中,C-276材料及焊接件要进行固溶热处理以获得最好的抗腐蚀性能。   C-276合金的焊接可以选择自身作焊接材料或填料金属。如要求在C-276的焊缝中添加某些成分,象其它镍基合金或不锈钢,并且这些焊缝将暴露在腐蚀环境中时,那么,焊接所用的焊条或焊丝则要求有和母材金属耐腐蚀相当的性能。   哈氏C-276合金材料固溶热处理包括两个过程:(1)在1040℃~1150℃加热;(2)在两分钟之内快速冷却至黑色状态(400℃左右),这样处理后的材料有很好的耐蚀性能。因此仅对哈氏C-276合金进行消应力热处理是无效的。在热处理之前要清理合金表面的油污等可能在热处理过程中产生碳元素的一切污垢。   C-276合金表面在焊接或热处理时会产生氧化物,使合金中的Cr含量降低,影响耐蚀性能,所以要对其进行表面清理。可以使用不锈钢丝刷或砂轮,接下来浸入适当比例硝酸和的混合液中酸洗,最后用清水冲洗干净。

哈氏合金管

2019-03-15 10:05:15

哈氏合金      哈氏合金是一种含钨的镍-铬-钼合金,含有极低的硅和碳。   一.目前主要分为B、C、G三个系列,它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合。   哈氏合金牌号   为改善哈氏合金的耐蚀性能和冷、热加工性能,哈氏合金先后进行了三次重大改进,其发展过程如下:   B系列 :B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3   C系列 :C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)   G系列 :G → G-3(00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)   目前使用最广泛的是第二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。   二、典型哈氏合金化学成分   材料的化学成分   Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn P S W V Cu Nb+Ta   N10665 (B-2) 基 ≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03  N10276 (C-276) 基 14.5~16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ 4.5 ≤0.035  N06007 (G-3) 基 21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤1.5 1.5~2.5 ≤0.50   三、力学性能   哈氏合金的力学性能非常突出,它具有高强度、高韧性的特点,所以在机加工方面有一定的难度,而且其应变硬化倾向极强,当变形率达到15%时,约为18-8不锈钢的两倍。哈氏合金还存在中温敏化区,其敏化倾向随变形率的增加而增大。当温度较高时,哈氏合金易吸收有害元素使它的力学性能和耐腐蚀性能下降。   材料的力学性能   四、常用哈氏合金   1:Hastelloy B-2 alloy(哈氏B-2合金)   一、耐蚀性能  哈氏B-2合金是一种有极低含碳量和含硅量的Ni-Mo合金,它减少了在焊缝及热影响区碳化物和其他相的析出,从而确保即使在焊接状态下也有良好的耐蚀性能。  众所周知,哈氏B-2合金在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能,能耐常压下任何温度,任何浓度的腐蚀。在不充气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、高温醋酸、等有机酸、酸以及氯化体中均有优良的耐蚀性能,同时,它也耐卤族催化剂的腐蚀。因此,哈氏B-2合金通常应用于多种苛刻的石油、化工过程,如的蒸馏,浓缩;的烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。   但在哈氏B-2合金多年的工业应用中发现:(1)哈氏B-2合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大影响的两个敏化区:1200~1300℃的高温区和550~900℃的中温区;(2)哈氏B-2合金的焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析,金属间相和碳化物沿晶界析出,使其对晶间腐蚀敏感性较大;(3)哈氏B-2合金的中温热稳定性较差。当哈氏B-2合金中的铁元素含量降至2%以下时,该合金对β相(即Ni4Mo相,一种有序的金属间化合物)的转变敏感。当合金在650~750℃温度范围内停留时间稍长,β相瞬间生成。β相的存在降低了哈氏B-2合金的韧性,使其对应力腐蚀变得敏感,甚至会造成哈氏B-2合金在原材料生产(如热轧过程中)、设备制造过程中(如哈氏B-2合金设备焊后整体热处理)及哈氏B-2合金设备在服役环境中开裂。现今,我国和世界各国指定的有关哈氏B-2合金抗晶间腐蚀性能的标准试验方法均为常压沸腾法,评定方法为失重法。由于哈氏B-2合金是抗腐蚀的合金,因此,常压沸腾法检验哈氏B-2合金的晶间腐蚀倾向相当不敏感。国内科研机构用高温法对哈氏B-2合金进行研究发现:哈氏B-2合金的耐蚀性能不仅取决于其化学成分,还取决于其热加工的控制过程。当热加工工艺控制不当时,哈氏B-2合金不仅晶粒长大,而且晶间会析出现高Mo的σ相,此时,哈氏B-2合金的抗晶间腐蚀的性能明显下降,在高温试验中,粗晶粒板与正常板的晶界浸蚀深度相差约一倍左右。   二、物理性能   密度:9.2g/cm3, 熔点:1330~1380℃,磁导率:(℃,RT)≤1.001   三、化学成分   化学成分   元素 Ni Cr Fe C Mn Si Cu Mo Co P S   最小 余量 0.4 1.6 26.0  最大 1.0 2.0 0.01 1.0 0.08 0.5 30.0 1.0 0.02 0.010   五、制造与热处理   1:加热   对于哈氏B-2合金来说,在加热前和加热过程中表面保持清洁并远离污染物是十分重要的。如果哈氏B-2合金在含有硫、磷、铅或其他低熔点金属污染物的环境下加热,则会变脆,这些污染物的来源主要包括标记笔痕迹、温度指示漆、油脂和液体、烟气。此烟气必须含硫低;例如:天然气和液化含硫量不超过0.1%,城市空气含硫量不超过0.25g/m3,燃料油的含硫量不超过0.5%即为合格。   对加热炉的气体环境要求是中性环境或轻还原性环境,并且不可以在氧化性和还原性之间波动。炉中的火焰不可以直接冲击哈氏B-2合金。同时要以最快的加热速度把材料加热到要求达到的温度,即要求首先要把加热炉的温度上升到要求温度,再把材料放入炉中加热。   2:热加工   哈氏B-2合金可以在900~1160℃范围内进行热加工,加工过后应该以水淬火。为了确保有最好的耐蚀性能,热加工过后应该退火。   3:冷加工   冷加工的哈氏B-2合金必须经过固溶处理,由于其具有比奥氏体不锈钢高得多的加工硬化率,所以成形设备要细心考虑。如果执行了冷成形工艺,那么有必要进行级间退火。冷加工变形量超过15%时,使用前要固溶处理。   4:热处理   固溶热处理温度要控制在1060~1080℃之间,之后进行水冷淬火或材料厚度在1.5mm以上时可以快速空冷以获得最好的耐蚀性能。在任何加热操作过程中,材料的表面清洁均要有预先的防范。哈氏合金材料或设备部件在进行热处理时要注意以下一些问题:为了防止设备部件热处理变形,应采用不锈钢加强环;对装炉温度、加热和冷却时间应严格控制;装炉前,对热处理件进行预处理,防止产生热裂纹;热处理后,对热处理件100%PT;在热处理过程中如产生热裂纹,经过打磨消除后需补焊者,要采用专门的补焊工艺。   5:除垢   哈氏B-2合金表面的氧化物和焊缝附近的污点都要以精细的砂轮等打磨干净。   由于哈氏B-2合金对氧化性介质比较敏感,因此酸洗过程中会产生较多的含氮元素的气体。   6:机加工   哈氏B-2合金要以退火状态进行机加工,对它的加工硬化要有清醒的认识,例如:相对于标准奥氏体不锈钢要采用较慢的表面切削速度,对于表面的硬化层要采用较大的进刀量,并使刀具处于连续的工作状态。   7:焊接   哈氏B-2合金焊缝金属及热影响区由于易析出β相而导致贫Mo,从而易于产生晶间腐蚀,因此,哈氏B-2合金的焊接工艺应谨慎制定,严格控制。一般焊接工艺如下:焊材选用ERNi-Mo7;焊接方法W;控制层间温度不大于120℃;焊丝直径φ2.4、φ3.2;焊接电流90~150A。同时,施焊前,焊丝、被焊接件坡口及相邻部位应进行去污脱脂处理。   哈氏B-2合金热传导系数比钢小得多,如选用单V型坡口,则坡口角度要在70°左右,采用较低的热输入量。通过焊后热处理可以消除残余应力并改善抗应力腐蚀断裂性能。   2: Hastelloy C-276合金(哈氏C-276合金)   一、耐蚀性能   哈氏C-276合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金。它是现代金属材料中最耐蚀的一种。主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐,在低温与中温中均有很好的耐蚀性能。因此,近三十年以来、在苛刻的腐蚀环境中,如化工、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业领域有着相当广泛的应用。   哈氏C-276合金的各种腐蚀数据是有其典型性的,但是不能用作规范,尤其是在不明环境中,必须要经过试验才可以选材。哈氏C-276合金中没有足够的Cr来耐强氧化性环境的腐蚀,如热的浓硝酸。这种合金的产生主要是针对化工过程环境,尤其是存在混酸的情况下,如烟气脱硫系统的出料管等。下表是四种合金在不同环境下的腐蚀对比试验情况。(所有焊接试样采用自熔钨极氩弧焊)   四种金属在不同环境下的腐蚀对比试验   试验环境 (沸腾) 腐蚀率 (毫米/)   典型316 AL-6XN Inconel625 C-276   基本 金属试样 焊接 试 样 基本 金属 试样 焊接 试 样 基本 金属 试样 基本 金属 试样 焊接 试 样   20%醋酸 0.003 0.003 0.0036 0.0018 0.0076 0.013 0.006   45% 0.277 0.262 0.116 0.142 0.13 0.07 0.049   10%草酸 1.02 0.991 0.277 0.274 0.15 0.29 0.259   20%磷酸 0.177 0.155 0.007 0.006 0.001 0.001 0.0006   10% 1.62 1.58 0.751 0.381 0.12 0.07 0.061   10%硫酸 9.44 9.44 2.14 2.34 0.64 0.35 0.503   10%碳酸氢钠 1.06 1.06 0.609 0.344 0.10 0.07 0.055   哈氏C-276合金可以用作燃煤系统的烟气脱硫部件,在这种环境下C-276是最耐蚀的材料。下表是C-276合金和典型316在烟气模拟系统“绿色死亡”溶液中的腐蚀对比试验情况。   “绿色死亡”溶液中的腐蚀对比试验   “绿色死亡”溶液 (沸腾) 腐蚀率 (mm/a)   典型316 C-276   7%硫酸 破坏 0.67   3%  1%CuCl2  1%FeCl3  由上表可见,C-276合金对混合的具有氯离子的酸、盐溶液有很好的耐蚀性能。   哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的加入将C-276合金的耐点蚀和缝隙腐蚀的能力大大提高。C-276合金在海水环境中被认为是惰性的,所以C-276被广泛地应用在海洋、盐水和高氯环境中,甚至在强酸低PH值情况下。下表是四种金属在6%FeCl3(按ASTM标准G-48执行)溶液中发生缝隙腐蚀的对比情况。   缝隙腐蚀发生情况   合金 缝隙腐蚀发生温度   °F °C   典型316 27 2.5   AL-6XN 113 45   Inconel625 113 45   C-276 140 60   C-276合金中高含量的Ni和Mo使其对氯离子应力腐蚀断裂也有很强的抵抗能力,下表是四种金属在不同含氯离子溶液中的应力腐蚀断裂试验情况。   氯离子应力腐蚀断裂试验情况   试验溶液 弯曲U形试样试验时间(Hours)和试验结果   典型316 AL-6XN Inconel 625 C-276   42%MgCl2(沸腾) 失败(24小时) 兼有(1000小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时)   33%LiCl(沸腾) 失败(100小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时)   26%NaCl(沸腾) 失败(300小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时)   二、物理性能   密度:8.90g/cm3, 比热:425J/kg/k, 弹性模量:205Gpa(21℃)   三、机械性能   典型的C-276合金的拉力试验结果如下表所示,其材料是在1150℃退火,并以水急冷。   力学性能试验值   温 度 (℃) 屈服强度σ0.2 (Mpa) 抗拉强度σb (Mpa) 延伸率δ5 (%)   -196 565 965 45   -101 480 895 50   21 415 790 50   93 380 725 50   204 345 710 50   316 315 675 55   427 290 655 60   538 270 640 60   对C-276合金进行冷变形加工会使其强度增加。在对其进行冲击试验时,V形槽冲击试样采用10mm厚的板材(板材要经过退火处理),如果试样是采用焊接的试样,则在同样的温度范围,它会显示出一定的柔韧性,这是因为焊缝的原因。板材冲击试验结果如下表所示。   试验温度(℃) V形槽试样冲击功(J)   -196 245   21 325   200 325   C-276合金和普通奥氏体不锈钢有相似的成形性能。但由于其比普通奥氏体不锈钢的强度要大,所以,在冷成形加工过程中会有更大应力。此外,这种材料的加工硬化速度比普通不锈钢快得多,因此在有广泛冷成形加工过程中,要采取中途退火处理。   四、焊接及热处理   C-276合金的焊接性能和普通奥氏体不锈钢相似,在使用一种焊接方法对C-276焊接之前,必须要采取措施以使焊缝及热影响区的抗腐蚀性能下降最小,如钨极气体保护焊(W)、金属极气体保护焊(GMAW)、埋弧焊或其他一些可以使焊缝及热影响区抗腐蚀性能下降最小的焊接方法。但对于诸如氧炔焊等有可能增加材料焊缝及热影响区含碳量或含硅量的焊接方法是不适合采用的。   关于焊接接头形式的选择,可以参照ASME锅炉与压力容器规范对C-276焊接接头的成功经验。   焊接坡口最好采用机械加工的方法,但是机械加工会带来加工硬化,所以对机械加工的坡口处进行焊接前打磨是必要的。   焊接时要采用适宜的热输入速度,以防止热裂纹的产生。   在绝大多数腐蚀环境下,C-276都能以焊接件的形式应用。但在十分苛刻的环境中,C-276材料及焊接件要进行固溶热处理以获得最好的抗腐蚀性能。   C-276合金的焊接可以选择自身作焊接材料或填料金属。如要求在C-276的焊缝中添加某些成分,象其它镍基合金或不锈钢,并且这些焊缝将暴露在腐蚀环境中时,那么,焊接所用的焊条或焊丝则要求有和母材金属耐腐蚀相当的性能。   哈氏C-276合金材料固溶热处理包括两个过程:(1)在1040℃~1150℃加热;(2)在两分钟之内快速冷却至黑色状态(400℃左右),这样处理后的材料有很好的耐蚀性能。因此仅对哈氏C-276合金进行消应力热处理是无效的。在热处理之前要清理合金表面的油污等可能在热处理过程中产生碳元素的一切污垢。   C-276合金表面在焊接或热处理时会产生氧化物,使合金中的Cr含量降低,影响耐蚀性能,所以要对其进行表面清理。可以使用不锈钢丝刷或砂轮,接下来浸入适当比例硝酸和的混合液中酸洗,最后用清水冲洗干净。 (1) 美国哈氏合金国际公司(Haynes International,Inc.)   公司前身的Haynes Stellite Work (哈茨钴铬钨工厂)于1921年创立于美国印地安那州 Kokomo,距今已有91年历史,在九十余年经历的生产和研究中不断创新与发明,从而在高合金领域稳居世界首位。   Haynes 国际公司注重产品的生产和开发。主要从事高质量的耐腐蚀和耐高温镍-钴合金的开发和生产。同时,公司的专家技术人员在全球范围内提供进一步的客户服务和技术支持。Haynes公司的服务中心及分支机构能为客户及时提供板材、棒材、管材、管材、锻件、法兰和连接件等。   (2) 哈氏合金 (Hastelloy alloy)   哈氏合金是镍基合金的一种,目前主要分为B、C、G三个系列,它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合,在国外已广泛应用于石油、化工、环保等诸多领域。   哈氏合金(Hastelloy alloy)

哈氏合金管成分密度

2019-03-15 10:05:15

哈氏合金知识:哈氏 C-276 合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金。它是现代金属材料中最耐蚀的一种。主要耐湿氯、各种氧化 性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐,在低温与中温中均有很好的耐蚀性能。因此,近三十年以来、 在苛刻的腐蚀环境中,如化工、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业领域有着相当广泛的应用。 哈氏合金主要成分:Ni:余量 Mo:16 % Cr:15 % Fe:5 % W:4% 哈氏合金(Hastelloy alloy).目前主要分为 B、C、G 三个系列,它主要用于铁基 Cr-Ni 或 Cr-Ni-Mo 不锈 钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合。     哈氏合金管是镍基合金管的一种,目前主要分为B、C、G三个系列,它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合,在国外已广泛应用于石油、化工、环保等诸多领域。  哈氏合金管(Hastelloy alloy)  一.目前主要分为B、C、G三个系列,它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合。  哈氏合金管牌号  为改善哈氏合金管的耐蚀性能和冷、热加工性能,哈氏合金管先后进行了三次重大改进,其发展过程如下:  B系列 :B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3  C系列 :C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)  G系列 :G → G-3(00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)  目前使用最广泛的是第二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。  二、典型哈氏合金管化学成分   材料的化学成分  Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn P S W V Cu Nb+Ta  N10665 (B-2) 基 ≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03  N10276 (C-276) 基 14.5~16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ 4.5 ≤0.035  N06007 (G-3) 基 21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤1.5 1.5~2.5 ≤0.50  三、哈氏合金管力学性能   哈氏合金管的力学性能非常突出,它具有高强度、高韧性的特点,所以在机加工方面有一定的难度,而且其应变硬化倾向极强,当变形率达到15%时,约为18-8不锈钢的两倍。哈氏合金管还存在中温敏化区,其敏化倾向随变形率的增加而增大。当温度较高时,哈氏合金管易吸收有害元素使它的力学性能和耐腐蚀性能下降。 哈氏合金管是以钢管表号"Sch"表示壁厚哈氏合金管表号是钢管设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘以1000,并经圆整后的数值即: Sch=P/[σ]t×1000ANSI B36.10壁厚等级:Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十个等级 ANSI B36.19壁厚等级:Sch5s、Sch10s、Sch40s、Sch80s四个等级 哈氏合金管分类 序号 钢管类别 公称直径范围 壁厚分级1 奥氏体不锈钢无缝钢管 10~400 Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40s、Sch80s2 碳素钢、合金钢无缝钢管 10~600 Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS3 奥氏体不锈钢焊接钢管 80~1000 2.0~12mm4 碳素钢、合金钢焊接钢管 150~2000 4.0~18mm

高性能铝合金———铝钪合金

2018-12-27 16:26:15

铝合金是国民经济建设和国家安全重要的工程材料。但是迄今为止,我国一些高性能铝合金制备的关键技术还没有突破,很多重点型号所需的高性能铝合金材料仍然依赖于进口,高性能铝合金研制与开发还有许多工作等待国人去做。    铝合金的高性能化有几种途径,其中微合金化强韧化是近20年来高性能铝合金研究的前沿领域。所谓微合金化强韧化通常是指将质量百分数小于0.5%的微量元素添加或者复合添加到铝合金中借以大幅度提高合金强度和韧性的一种技术。其中,钪的添加特别引人注目。   钪作为一种过渡族元素以及稀土元素加到铝及铝合金中,不仅能够显著细化铸态合金晶粒、提高再结晶温度从而提高铝合金的强度和韧性,而且能显著改善铝合金的可焊性、耐热性、抗蚀性、热稳定性和抗中子辐照损伤的作用。因此,铝钪合金被认为是新一代航天航空、舰船、兵器用高性能铝合金结构材料。近20年来,国际材料界尤其是前苏联,由于军工战略方面的需要,对铝钪合金进行了大量的研究与开发。国内铝钪合金起步较晚,90年代中期还只有少数几篇评述性的文章。然而,这种新合金在航天航空方面的优异性能引起了国防工业部门的浓厚兴趣,有关应用部门希望国内立即开展这方面的研究。   “国家需要就是我们的研究目标!”学科带头人尹志民教授敏锐地感觉到这一信息的重大价值。这位1987年从加拿大多伦多大学留学回国并长期从事高性能铝合金研究的学者,立即带领科研室一批青年学子在这一领域开始了艰苦的探索与实践。   研究工作从哪里入手?科研组的同志一致认为“研究工作应当首先从基础做起,基础牢才能做大事。”微量钪添加到铝合金中能大幅度提高合金的性能,这种神奇作用的原因是什么?课题组在国家自然科学基金的支持下,开展了微量钪在铝镁系合金中的存在形式及作用机制研究。他们设计了一系列对比合金,研究了微量钪对目标合金晶粒度、再结晶行为以及对合金强度和韧性的影响。发现了一系列有重大意义的研究结果:   第一,微量钪和锆复合添加效果比单独添加好,钪、锆复合微合金化是Al-Mg系合金强韧化的有效途径;   第二,微量钪和锆主要以Al3(Sc,Zr)I和Al3(Sc,Zr)II两种铝化物形式存在,铝化物的晶体结构为面心立方,点阵常数为0.410nm,前者是α(Al)基体最有效的晶粒细化剂,后者与基体共格,强烈钉扎位错和亚晶界,它能强烈抑制合金热变形过程和冷轧板材退火过程的再结晶;第三,微量钪和锆在铝合金中的强化机制为细晶强化、亚结构强化和铝钪锆化合物粒子引起的析出强化。论文《微量Sc和Zr对Al-Mg合金组织性能的影响》和《微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg合金组织性能影响》分别在材料领域英国著名刊物《材料科学与工程》和俄罗斯著名刊物《有色金属》上发表,SCI他引数十次。多名来自韩国、法国、德国、日本等国的研究者来信或通过E-mail索取资料。尹志民教授访俄期间,还多次与铝钪合金研究权威扎哈罗夫教授和费拉多夫教授进行了学术交流。   铝钪合金基础研究有了重大突破以后,紧接着的一个问题就是研制开发铝钪中间合金。因为微量钪只能通过铝钪中间合金的形式加入到铝合金中,否则“巧妇难为无米之炊”。调研发现,我国钪资源丰富。90年代初,我国还是世界市场上氧化钪初级产品的主要供应商,关键问题是如何把氧化钪转化为铝钪中间合金。在"氧化钪热还原制备铝钪中间合金新工艺基础研究"国家自然科学基金支持下,课题组在不同反应物体系热还原热力学计算的基础上,筛选了两条工艺路线进行实验。最终以工业氧化钪为原料,采用氧化钪热还原方法成功地制备出了铝钪中间合金,随后研制的铝钪合金板材制备和性能研究表明:制备的铝钪中间合金完全能够满足工业铝钪合金研制的需要。在此基础上,科研组申报了国家发明专利,2002年发明专利获得授权。   随着我国国力的增强,铝镁钪系合金的研究列入了国家重点研究计划,科研室紧紧抓住了这个机遇。在科技部973项目“提高铝材质量的基础研究”和“十五”攻关项目的支持下,在微量钪、锆在铝镁系及铝锌镁系合金中的微合金化研究成果的指导下,课题组在国内率先研制成功了Al-Mg-Sc-Zr和Al-Zn-Mg-Sc-Zr两个合金原型,与不添加钪和锆的同类合金相比,合金抗拉强度和屈服强度提高了25%,而塑性仍分别保持在13%和10%的高水平。与此同时,钪、锆等复合微合金化强韧化研究成果已延伸到2个863项目和1个“十五”重点项目。   经过8年的艰苦奋斗,依托中南大学材料物理与化学国家重点学科,形成了一支从加拿大、日本、俄罗斯等留学回国的青年学者组成的学术队伍。他们先后承担了多项与铝钪合金有关的国家自然科学基金、973项目、863项目、“十五”攻关和军工配套等国家级重大科研项目,举办了铝钪合金国际研讨会,发表高水平论文近百篇,在国内外产生了积极的影响。   为了适应新形势的发展,尹志民教授为首的创新团队加大了铝钪合金的研究开发力度,一方面,他们利用科研沉淀资金,在校内新材料工程中心投资20余万元建立了一条铝钪中间合金中试生产线,正式为国内用户供应“中工牌”铝钪中间合金;另一方面,与国内铝合金骨干企业合作,共同承担国家科研试制任务,努力把钪、锆复合微合金化强韧化理论应用到工程实际中,争取在未来10年内,和国内铝合金骨干企业一道建立起我国自己的高性能铝钪合金新体系。   目前,中南大学与东北加工轻合金有限责任公司和西南铝业有限公司合作承担的铝钪合金“十五”国家重点项目开始了工业化试验。他们已经攻克了板材及其配用焊丝复合微合金化成分设计及控制技术、钪中间合金制备和添加技术、铝镁钪锆合金板材轧制技术,铝镁钪锆合金型材挤压工艺技术和锻造工艺技术,研制成功了中强高韧可焊Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金板材、挤压材、锻件和配用焊丝。   可以预见在不久的将来,具有我国自主知识产权的大规格铝钪合金板材、挤压材、锻件将会在航天、航空、兵器、舰船领域投入应用。课题组成员的辛勤劳动和聪明才智将在国防现代化建设中开出更加艳丽的花朵。

铅合金

2017-07-04 15:04:24

铅合金 (lead alloys)是以铅为基材加入其他元素组成的合金。铅合金广泛应用于电解锌、电解铜和蓄电池等行业,作为 湿法冶金 工艺中的应用 阳极 ,具有硬度高、力学性能好、铸造性能优、使用寿命长、生产工艺简单等优点。物质概况铅合金 lead alloys ,以铅为基材加入其他元素组成的合金。铅合金广泛应用于电解锌、电解铜和蓄电池等行业,作为湿法冶金工艺中的应用阳极,具有硬度高、力学性能好、铸造性能优、使用寿命长、生产工艺简单等优点。铅合金分类按照性能和用途,铅合金可分为耐蚀合金、电池合金、 焊料 合金、印刷合金、轴承合金和模具合金等。铅合金主要用于化工防蚀、 射线 防护,制作电池板和电缆套。铅合金特点铅合金表面在腐蚀过程中产生氧化物、硫化物或其他复盐化合物覆膜,有阻止氧化、硫化、溶解或挥发等作用,所以在空气、硫酸、淡水和海水中都有很好的耐蚀性。铅合金如含有不固溶于铅或形成第二相的 铋 、镁、锌等杂质,则耐蚀性会降低;加入 碲 、硒可消除杂质铋对耐蚀性的有害影响。在含铋的铅合金中加入锑和碲,可细化晶粒组织,增加强度,抑制铋的有害作用,改善耐蚀性。铅合金熔点低(在327 ℃以下)、流动性好,凝固收缩率小,熔损少,重熔时成分变化小,可铸造形状复杂、轮廓清晰的器件,广泛应用于铸造 铅字 和制作模型等。铅锡锑合金用于印刷工业上已有五百多年的历史。制作模型和 铸字 用的铅合金,所含的锑起提高硬度和强度、降低凝固收缩率的作用;所含的锡起提高流动性和轮廓清晰度的作用。利用熔点低的铅合金作模型材料,制作工艺简便,且有一定的使用寿命,对产品更改及模型翻新非常便利,国内该方面相关人才主要集中在 钢铁英才网 。铅合金的变形抗力小,铸锭不需加热即可用轧制、挤压等工艺制成板材、带材、管材、棒材和线材,且不需中间退火处理。铅合金的抗拉强度为3~7 kgf/mm2,比大多数其他金属合金低得多。锑是用于强化基体的重要元素之一,仅部分固溶于铅,既可用于固溶强化,又能用于时效强化;但如果含量过高,会使铅合金的韧性和耐蚀性变坏。从综合性能考虑,铅合金用于制作化工设备、管道等耐蚀构件时,以含锑6%左右为宜;用于制作连接构件时,以含锑8%~10%为好。 铅锑合金 加入少量的铜、 砷 、银、钙、碲等,可增加强度,称为硬铅。由于铅合金的剪切、蠕变强度低,在一定的载荷和滚动切变作用下,铅合金易于变形并减薄成为箔状;且铅合金的自润性、磨合性和减震性好,噪声小,因而是良好的轴承合金。铅基轴承合金和锡基轴承合金统称为巴氏合金,可制作高 载荷 的机车轴承。含砷高达2.5%~3%的铅合金,适于制作高载荷、高转速、抗温升的重型机器轴承。物质应用铅合金由于具有密度大、熔点低、耐腐蚀和防护放射性能好等特点,应用领域广阔,其他金属无法替代。1. 应用于电解锌、电解铜和蓄电池等行业,作为湿法冶金工艺中的应用阳极,具有硬度高、力学性能好、铸造性能优、使用寿命长、生产工艺简单等优点。2. 铅合金具有不易被X和γ射线穿透的特性,可作放射性工作的防护材料。铅合金注意事项铅合金的烟尘有毒,熔铸时要有良好的防护措施。

合金铜线

2017-06-06 17:50:07

  合晶铜线,是由铜和其他元素合成的铜线。  合晶铜线适用于控制屏蔽电缆、电子计算机屏蔽电缆的屏蔽层编织用,做电缆的编织防护层、屏蔽层和电子信号及接地释放。合晶铜线是替代铜线的最佳产品,它具有圆铜线的特性,抗拉强度比圆铜线大,延伸率比圆铜线小,同时比重比圆铜线轻,既具有高强度,亦具有铜线低电阻的性能。合金铜线有很多分类,近年来,金价显著提升,而半导体工业对低成本材料的需求更加强烈。作为连接导线,铜线是金线的理想替代品。这主要得益于铜线更高的热导性,更低的电阻率、更高的拉伸力、和更慢的 金属 间的渗透,以及最主要的因素——更低的 价格 ,而合金铜线更是金线的最佳理想替代品。    相信在今后,合金铜线将越来越广泛的应用于工业上。如果你想更多的了解合金铜线的相关内容,请继续浏览上海 有色 网。

铅铋合金

2017-06-06 17:49:59

铅铋合金,熔点在150到200度之间。铅铋合金只有被苏联使用在核潜艇上,对反应堆管路要求极高,它的腐蚀性极强稍有不慎就会发生事故。    在铋的冶炼过程中,即可得到铅铋合金。方法是:先将铅的火法冶金精炼过程中产生的钙镁铋浮渣加热,使其中所含的铅下沉取出。继续加热熔渣,熔化后,加入氯化铅或通入氯气,以除去钙和镁,得到富含铋的铅铋合金。    铅铋合金中铋和铅的连续配位滴定:    实验过程中,不使用已标定好的EDTA标准溶液,改用金属锌作基准物质重新标定一次.其原因是:EDTA常因吸附有0.3%的水分,所以在使用前都要进行标定,最好是每次使用前都重新标定。    滴定bi3+要控制溶液酸度pH~1,酸度过低或过高对测定结果的影响:酸度过高,EDTA的酸效应增大,副反应系数增大;酸度过低,甚至会使Pb2+发生水解。酸度过低和过高搜不能准确滴定,影响实验结果。实验中使用二甲酚橙作为指示剂,先将PH调到1,使用EDTA标准溶液滴定Bi3+,滴定至终点后,记录体积V1,再使用六次甲基四胺调节PH为5-6,继续滴定Pb2+ 。    标定EDTA溶液常用的基准物有Zn,ZnO,CaCo3,Bi,Cu,MgSO4.7H2O 等,在这两个实验中我们用的基准物金属Zn和CaCo3各自的反应条件和操作的特点是:.pH范围不同,使用CaCO3做基准物时,PH值控制在10,用氨缓冲液调节,而用锌,在这个PH值时,则不行,有Zn(OH)2生成 。操作方面:都要使用酸将固体溶解,转化成Ca2+和Zn2+ 。    铅是一种金属元素,可用作耐硫酸腐蚀、防丙种射线、蓄电池等的材料。其合金可作铅字、轴承、电缆包皮等之用,还可做体育运动器材铅球。 铅也可指用石墨等制成的书写工具:铅笔。铅椠(铅粉笔和木板,古人用以书写的工具,借指著作校勘)。    更多关于铅铋合金的资讯,请登录上海有色网查询。 

铜合金

2017-06-06 17:50:00

我国的铜文化源远流长,随着时代的进步,科技的发展,各种各样的铜合金也相继出现,丰富了我们的历史文化。铜合金分为很多种,由铜和锌所组成的合金是黄铜,铜和镍的合金是白铜,青铜是铜和除了锌和镍以外的元素形成的合金,主要有锡青铜,铝青铜等,而紫铜是铜含量很高的铜,其它杂质总含量在1%以下。黄铜,作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能﹔这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。 船舶常用的消防栓防爆月牙扳手,就是黄铜加铝铸造而成。黄铜是一种十分常见的铜合金,它是铜锌(Cu‐Zn)的基合金。黄铜线材火焰喷涂、电弧喷涂,沉积速率高,涂层细密且较硬,容易切削加工,可制备耐海水腐蚀部件等涂层。但锌黄铜喷涂时容易产生锌烧损,降低耐蚀性,且形成的氧化锌(ZnO)烟雾有毒,应采取相应的呼吸防护措施。用于喷涂的线材尺寸规格有Ф1.6mm和Ф2.3mm。黄铜具有良好的工艺性能、机械性能、耐蚀性能、导电和导热性,黄铜还具有价格便宜、色泽美丽的优点,是有色金属中应用最广的合金材料之一。 青铜,原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。青铜是红铜和锡或铅的合金,熔点在700~900℃之间,比红铜的熔点(1083 ℃)低。锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用於铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。含锡10%的青铜,硬度为红铜的4.7倍。熔化的青铜在冷凝时体积略有涨大,所以青铜铸件填充性好,气孔少,具有较高的铸造性能。这些使它在应用上具有广泛的适应性,并能很快地传播。青铜的出现,对于提高社会生产力起到了划时代的作用。紫铜,因呈紫红色而得名。它不一定是纯铜,有时还加入少量脱氧元素或其他元素,以改善材质和性能,因此也归入铜合金。中国紫铜加工材按成分可分为:普通紫铜(T1、T2、T3、T4)、无氧铜(TU1、TU2和高纯、真空无氧铜)、脱氧铜(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特种铜(砷铜、碲铜、银铜)四类。紫铜的电导率和热导率仅次于银,广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)、碱、盐溶液及多种有机酸(醋酸、柠檬酸)中,有良好的耐蚀性,用于化学工业。另外,紫铜有良好的焊接性,可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20世纪70年代,紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。如此多的铜合金用它们别致的特征和广泛的用途共同编制了中国丰富多彩的铜文化,从初始的青铜文化延续到现在,足以见得我国的历史悠久而充满神奇的色彩。

铝钪合金

2019-01-11 10:52:00

铝合金是国民经济建设和国家安全重要的工程材料。但是迄今为止,我国一些高性能铝合金制备的关键技术还没有突破,很多重点型号所需的高性能铝合金材料仍然依赖于进口,高性能铝合金研制与开发还有许多工作等待国人去做。    铝合金的高性能化有几种途径,其中微合金化强韧化是近20年来高性能铝合金研究的前沿领域。所谓微合金化强韧化通常是指将质量百分数小于0.5%的微量元素添加或者复合添加到铝合金中借以大幅度提高合金强度和韧性的一种技术。其中,钪的添加特别引人注目。    钪作为一种过渡族元素以及稀土元素加到铝及铝合金中,不仅能够显著细化铸态合金晶粒、提高再结晶温度从而提高铝合金的强度和韧性,而且能显著改善铝合金的可焊性、耐热性、抗蚀性、热稳定性和抗中子辐照损伤的作用。因此,铝钪合金被认为是新一代航天航空、舰船、兵器用高性能铝合金结构材料。

钨合金

2017-06-06 17:50:12

钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。在 金属 中,钨的熔点最高,高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好,比重大,除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外,钨及其合金广泛用于电子、电光源工业,也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。钨最早用于制作白炽灯丝。1909年美国库利吉(W.D.Coolidge)采用钨粉压制、重熔、旋锻、拉丝工艺制成钨丝,从此钨丝生产得到迅速发展。1913年兰米尔(I.Langmuir)和罗杰斯 (W.Rogers)发现钨钍丝(又称钍钨丝)发射电子性能优于纯钨丝后,开始使用钨钍丝,至今仍然广泛使用。1922年研制出具有优良的抗下垂性能的钨丝(称为掺杂钨丝或不下垂钨丝),这是钨丝研究中的重大进展。不下垂钨丝是广泛使用的优异灯丝和阴极材料。50~60年代,对钨基合金进行了广泛的探索研究,希望发展能在1930~2760℃工作的钨合金,以供制作航天工业使用的耐高温部件。其中以钨铼系合金的研究较多。对钨的熔炼和加工成形技术也开展了研究,采用自耗电弧和电子束熔炼获得钨锭,并经挤压和塑性加工制成某些制品;但熔炼铸锭的晶粒粗大,塑性差,加工困难,成材率低,因而熔炼-塑性加工工艺未能成为主要生产手段。除化学气相沉积 (CVD法)和等离子喷涂能生产极少的产品外,粉末冶金仍是制造钨制品的主要手段。   中国在20世纪50年代已能生产钨丝材。60年代对钨的熔炼、粉末冶金和加工工艺开展了研究,现已能生产板材、片材、箔材、棒材、管材、丝材和其他异型件。钨材使用温度高,单纯采用固溶强化方法对提高钨的高温强度效果不大。但在固溶强化的基础上再进行弥散(或沉淀)强化,可大大提高高温强度,以ThO2和沉淀的HfC弥散质点的强化效果最好。在 1900℃左右W-Hf-C系和W-ThO2系合金都有着高的高温强度和蠕变强度。在再结晶温度以下使用的钨合金,采取温加工硬化的方法,使其产生应变强化,是有效的强化途径。如细钨丝具有很高的抗拉强度,总加工变形率为99.999%、直径为0.015毫米的细钨丝,室温下抗拉强度可达438公斤力/毫米 ;在难熔 金属 中,钨和钨合金的塑性-脆性转变温度最高。烧结和熔炼的多晶钨材的塑性-脆性转变温度约在150~450℃之间,造成加工和使用中的困难,而单晶钨则低于室温。钨材中的间隙杂质、微观结构和合金元素,以及塑性加工和表面状态,对钨材塑性-脆性转变温度都有很大影响。除铼可明显地降低钨材的塑性-脆性转变温度外,其他合金元素对降低塑性-脆性转变温度都收效甚微(见 金属 的强化)。钨的抗氧化性能差,氧化特点与钼类似,在1000℃以上便发生三氧化钨挥发,产生“灾害性”氧化。因此钨材高温使用时必须在真空或惰性气氛保护下,若在高温氧化气氛下使用,必须加防护涂层。按照用途不同,钨合金分为硬质合金、高比重合金、 金属 发汗材料、触头材料、电子和电光源材料。   掺杂钨丝是在钨粉中添加 1%左右的硅、铝和钾的氧化物,在垂熔(自阻烧结)过程中,添加剂氧化钾挥发,在材料内部形成气孔,气孔经加工后沿轴向拉长;退火后,拉长气孔形成弥散的平行于丝轴的气泡行,这种弥散的气泡俗称为钾泡。钾泡阻碍钨晶粒的横向长大,提高钨的高温抗下垂性能,还可改善再结晶后的室温塑性,有利于绕丝和运输贮存。中国掺杂钨丝依高温蠕变值有WAl1、WAl2、WAl3三种牌号。在W-ThO2系合金中,由于添加适量的热稳定性好的弥散的ThO2质点,不仅可以降低电子逸出功,还可抑制钨晶粒长大,使材料具有很高的再结晶温度、优异的高温强度和抗蠕变性能。钨钍合金不仅是广泛使用的热电子发射材料,而且是优异的电极材料。  钨铼合金中,铼的添加,不仅能提高材料强度,提高合金的再结晶温度约200~400℃,使二次再结晶后塑性好、晶粒长大缓慢,而且可以显著降低塑性-脆性转变温度。添加的铼如超过30%,就会损害合金的加工性能。钨铼合金还具有较高的热电势,在2200℃下,其热电势与温度成直线关系。钨铼热电偶测量温度可高达3000℃,是优异的高温热电偶材料。更多有关钨合金请详见于上海 有色 网