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，任何浓度盐酸的腐蚀。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、甲酸等有机酸、溴酸以及氯化氢气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，如盐酸的蒸馏，浓缩；乙苯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盐酸法，评定方法为失重法。由于哈氏B-2 合金是抗盐酸腐蚀的合金，因此，常压沸腾盐酸法检验哈氏 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盐酸法对哈氏 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，在高温盐酸试验中，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

哈氏 B-2 合金的物理性能如下表所示。

密度：9.2g/cm³, 熔点：1330~1380℃，磁导率：(℃，RT)≤1.001 物理性能

 三、化学成分

化学成分

四、机械性能

哈氏 B-2 合金的一般机械性能如下列两表所示

室温下的最小力学性能值（参考 DIN/ASTM 标准）

高温下的最小力学性能值

五、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：天然气和液化石油气含硫量不超过 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 GTAW；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°