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哈氏C - 2000合金通路富集免费网站的耐腐蚀行为试验研究
Hastelloy(哈氏)C -2000合金是国外近年来开发的一种新型优化镣基合金，属于Ni - Cr - Mo合
金系，该合金对氧化性介质与还原性介质均有很好的抗腐蚀性能，能够应用于包括硫酸、盐酸、氢 氟酸等多种苛刻腐蚀环境，因而得到国内外化工设 备制造领域的高度重视，通路富集免费网站我国最近也进口该合金用 于制造压力容器等化工设备監幻。然而，由于目前国内外关于哈氏C-2000合金的耐腐蚀性能数据 较为欠缺,特别是对于该合金应力腐蚀（SCC ）行为 的认识尚不够清楚，导致我国某压力容器制造厂生 产的哈氏C -2000合金塔式压力容器出现了应力 腐蚀开裂现象（筒体焊接封头、法兰短节与筒体连 接焊缝处出现应力腐蚀裂纹），影响了该合金制造 设备的安全可靠性及推广应用。为确保哈氏C- 2000合金在压力容器领域的可靠地应用，开展影响 哈氏C - 2000合金安全应用危险性大的局部腐蚀 （包括晶间腐蚀、点腐蚀等）与应力腐蚀行为及控制 技术途径的研究十分重要。
本文工作以上述工程需求为背景，研究了哈氏 C-2000合金及其焊接接头的典型局部腐蚀与应力 腐蚀敏感行为以及控制技术方法，拟为在压力容器 等工程装备制造中合理地推广应用该合金提供依 据。
hastelloy c-2000简介通路富集免费网站：
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执行标准：
此合金具有以下特性：
Hastelloy C2000该合金为抵抗更多的腐蚀性化学物质而设计，包括硫酸，盐酸，氢氟酸。和以前优化的Ni-Cr-Mo合金仅能单一抵抗氧化性或者还原性酸不同的是，C-2000合金对两种环境均有抗腐蚀能力。钼和铜（分别在16%和1.6%水平上）的联合作用使合金具有出色的抗还原性介质腐蚀的能力，同时高的铬含量(23%wt)保证了对氧化性介质腐蚀的抵抗能力。
1、对Ni-Cr-Mo合金在大约650℃作焊后去应力处理是不适当的。一般焊后不需要热处理，不过如需要去应力，推荐在1149℃进行完全的固溶退火然后水淬。
2、合金的热加工温度范围1080℃～900℃，冷却方式为水冷或其通路富集免费网站他快速冷却方式。为保证的防腐性能，热加工后应进行固溶热处理。
Hastelloy C-2000的金相结构
Hastelloy C2000合金为面心立方晶格结构，其化学成分保证了金相稳定性和抗敏化性。
Hastelloy C-2000 的耐腐蚀性
Hastelloy C2000这个材料为抵抗更多的腐蚀性化学物质而设计，包括硫酸，盐酸，氢氟酸。和以前优化的Ni-Cr-Mo合金仅能单一抵抗氧化性或者还原性酸不同的是，C-2000合金对两种环境均有抗腐蚀能力。Mo和Cu（分别在16%和1.6%水平上）的联合作用使合金具有出色的抗还原性介质腐蚀的能力，同时高的铬含量（23%wt）保证了对氧化性介质腐蚀的抵抗能力。
Hastelloy C-2000 应用范围领域有：
Hastelloy C2000提供了提高生产的巨大潜力。当用在原先Ni-Cr-Mo合金的地方，其增强的抗腐蚀性，可在同样的材料厚度下获得更久的设备寿命，也可在更恶劣的条件下得到更高的安全系数。各方面抗腐蚀性能的提升使设备可以用于多个用途（反应器，热交换器，阀门，泵，等等），从而收到更大的投资回报。比如，一个反应器可以适应盐酸混合液，然后转变成硝酸基混合液的另一种工况。由于C-2000的多在哄才能，它是能适应多种工艺的镍基合金材料。
2试验方法
2.1 试验材料
试验用材料为进口哈氏C-2000合金,化学成 分（质量分数）见表1,力学性能见表2。焊接接头 试样的焊接方法为鸨极気弧焊（GTAW）。
2.2试样制备
晶间腐蚀和点腐蚀试验用试样选取哈氏C- 2000合金母材，试样尺寸20 mm x 10 mm x2 mm,表 面粗糙度RaWO. 8 jim。平行试样为3件。
应力腐蚀试验试样包括:哈氏C -2000合金母 材、喷丸处理的母材;哈氏C -2000焊缝试样、1150 龙固溶处理的焊缝试样、固溶处理后喷丸的焊缝试 样。喷丸工艺方法为:S110铸钢丸，喷丸强度为0.2 A,喷丸后进行去除铸钢丸污染处理。试样尺寸为 100 mm x 10 mm x 2 mm0平行试样为3件。
2.3 试验方法
2.3.1局部腐蚀试验
参照 GB 4334. 2—2000[6]、ASTM G28 - 02 - A⑺和GB 4334.7—2000⑻评价哈氏C -2000合金 母材的抗晶间腐蚀、抗点蚀性能。同时参照ASTM G28 -02 -B[7]标准，选择硫酸、盐酸、三氯化铁和氯 化铜混合溶液（即所谓“绿色死亡溶液”），对比研究 哈氏C-2000合金的晶间腐蚀行为。具体试验条 件见表3。
2.3.2应力腐蚀试验
参照美国腐蚀工程师协会标准NACE TM0177 -2000'刃和GB/T 9711. 3㈣对哈氏C -2000进行 四点弯曲加载的应力腐蚀试验，加载应力分别为母 材屈服强度的60% ,80%和95%。试验的其他条件 见表3（应力腐蚀-条件1）。
参考上述晶间腐蚀试验结果，选择晶间腐蚀较 为敏感的腐蚀环境（沸腾的硫酸铁与硫酸混合溶 液）对哈氏C -2000合金的焊接接头试样进行应力 腐蚀行为研究，加载应力选择95%母材屈服强度。 其他试验条件见表3 （应力腐蚀-条件2）。
3试验结果和分析
3.1 哈氏C-2000合金的局部腐蚀行为
对哈氏C-2000合金分别进行晶间腐蚀、点腐 蚀试验,对试验后的试样按照失重法评定其平均腐 蚀速率，结果如图1所示。即哈氏C-2000合金在 NaCl水溶液、FeC\水溶液、硫酸+盐酸+三氯化铁 +氯化铜混合溶液,Fe2（SO4）3 +H2SO4混合溶液中 的平均腐蚀速率分别为0. 008,0. 10,0. 48,1. 04 mm/a（见图 1 ）。
试验表明，哈氏C-2000合金在高浓度（5 M） NaCl水溶液环境中具有优异的耐腐蚀性能,全面腐 蚀速率很低，同时无点蚀、晶间腐蚀等局部腐蚀现 象，因此哈氏C-2000合金在高浓度（5 M）NaCl水 溶液中可以安全使用。在FeC,水溶液中，哈氏C- 2000合金也具有较好的腐蚀抗力。在硫酸+盐酸 +三氯化铁+氯化铜混合溶液中，哈氏C-2000合 金的平均腐蚀速率接近0.5 mm/a,按平均速率虽然 还属于尚耐蚀范畴,但是微观观察表明,试样表面有 明显的点蚀现象（见图2）。在Fe2（SO4）3 +H2SO4 混合溶液中，哈氏C -2000合金的平均腐蚀速率较 高，仅以平均腐蚀速率为判据，已属于欠耐蚀范畴, 而微观分析表明，试样表面已存在显著的晶间腐蚀 现象（见图3）,即在硫酸铁+硫酸混合溶液环境中， 哈氏C-2000合金对晶间腐蚀敏感，这对于压力容 器等工业装备是十分不利的。因此,在这类环境中 不宜选择哈氏C -2000合金作为结构材料。
为了探讨哈氏C-2000合金晶间腐蚀产生的 原因，采用电子探针对合金的晶界元素分布情况进 行了分析，图4所示为合金背散射电子形貌,图中白
色区（如标示1位置）即为 Mo元素在 晶界的偏析富
集 区，定量分析表明位置 1和位置 2分别对应 的元
素 Ni，Cr，Mo的含 量 (Wt％)为 45．38％ ，21．54％ ，
33．08％和 57．88％ ，22．43％ ，17．77％ 。
电子探针分析表明,1位置出现明显的M。元素 局部富集现象，而2位置的成分分析结果与母材平 均成分一致。晶界上Mo元素的富集促进Ni - Mo 金属间化合物的形成，同时导致晶界及其邻近区域 贫Mo,从而使得晶界的耐腐蚀性能降低。因此,C -2000合金晶间腐蚀的产生与晶界Mo元素局部贫 化有直接关系。为改善哈氏C -2000合金的抗晶 间腐蚀性能，需要釆取合理的固溶热处理制度，以避 免Mo元素的局部贫化。
3.2 哈氏C -2000合金的应力腐蚀行为
在的5 M NaCl水溶液中进行应力腐蚀 试验720 h,比较加载应力水平、固溶处理及喷丸强 化处理对哈氏C -2000合金应力腐蚀行为的影响 作用，结果表明，所有哈氏C -2000合金试样在720 h应力腐蚀试验后均未发现宏观和微观开裂现象, 由此说明哈氏C -2000合金母材和焊缝都具有很 好的抗酸性NaCl水溶液环境的应力腐蚀开裂能力。 然而,表面腐蚀形态观察和电子探针成分分析表明, 固溶热处理和喷丸强化处理对C -2000合金应力 腐蚀倾向有一定的影响作用。即：(1)由于1150 T 固溶热处理能够有效消除焊缝区的残余拉应力，抑 制晶界富Mo相的析出，避免Mo局部贫化,从而提 高哈氏C - 2000合金焊接试样的应力腐蚀抗力； (2)喷丸形变强化能够消除焊缝区的残余拉应力， 引入有益的残余压应力，进而改善该合金母材和焊 接接头的抗应力腐蚀性能。图5比较了固溶处理与 喷丸对哈氏C -2000合金焊缝应力腐蚀试样表面 腐蚀形态的影响作用，可以看出，未固溶处理的试样 存在比较明显的表面腐蚀现象，固溶处理的试样表 面腐蚀轻微，固溶处理+喷丸复合处理试样表面腐 蚀更轻微。
应力腐蚀的影响因素包括材料组织结构、腐蚀 环境及应力状态。固溶处理和喷丸强化改善了哈氏 c -2000合金母材及焊接接头的应力状态，固溶热 处理同时可以有效地抑制晶界区析出相的形成及耐 蚀性金属元素(如Mo)的贫化，明显提高合金的抗 腐蚀能力,因而可以有效提高C -2000合金的抗 应力腐蚀性能。因此在压力容器等工程装备中合理 地采用固溶热处理和喷丸强化能够有效提高C- 2000合金的应力腐蚀抗力。
局部腐蚀试验表明，哈氏C-2000合金在硫酸 铁+硫酸混合溶液中有较高的腐蚀速率和晶间腐蚀 敏感性。为此选择该环境进一步进行了应力腐蚀试 验，以探讨该环境中C -2000合金焊接结构的应力 腐蚀敏感行为，试验加载到95%母材屈服强度。结 果表明，高的外加拉应力与腐蚀环境的联合作用明 显增大了焊缝与热影响区的选择性腐蚀，进而提高 了焊接接头的应力腐蚀敏感行为。采用金相剖面法 对焊接接头不同区域腐蚀速率测试结果为，母材： 焊缝：热影响区=1 ： 1.75 ： 4,即热影响区的腐蚀 速率最高(是母材的4倍)，其次为焊缝，母材腐蚀 速率较低(见图6)。
电子探针分析表 明，哈氏 C一2000合金热影响区在焊接的急热和急冷过程 中，熔点高 的富 Mo相优先析出(图 7(a)中的电子探针背散射形貌 的白色区域)，同时有碳化物相析出(见表 4)。焊缝区晶界部位同样 出现富 Mo析出相(见图7与表 4)。Mo元素的局部富集 造成 晶界邻 近区出现 Mo元 素 的贫化 ，加之焊接接头处残余张应力与应力腐蚀外 加拉应力的联合促进作用口 ，造成热影响区的优先腐蚀 。由于焊缝 区比母材 晶界富 Mo相析出严重 (见图4与图 7)，因而前者腐蚀速率大于后者。
4结论
(1)哈氏C-2000合金在室温条件下的5 M的 酸性NaCl水溶液(成/ = 1)中有良好的抗全面腐蚀 和抗应力腐蚀性能。
(2)由于Mo元素的偏析，哈氏C -2000合金在 强氧化的高浓度硫酸和硫酸铁混合溶液中具有较高 的晶间腐蚀敏感性。承受高水平拉应力的焊接接头 热影响区在该环境中存在明显的选择性腐蚀。
(3)喷丸形变强化能够消除哈氏C -2000合金 焊缝区的残余拉应力，引入有益的残余压应力；固溶 热处理既可以降低焊缝区的残余拉应力，又可以抑 制富Mo相的析出。上述两种处理均能提高该合金 基材与焊接接头的抗应力腐蚀性能。
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