哈氏合金HASTELLOY

Hastelloy B-2与系列合金统一对比整理

目前，镍- 钼系列合金已由第一代的Hastelloy B、第 二 代 的Hastelloy B-2发展到了第三代的Hastelloy B-3、Nimofer 6629-alloy B-4、Nimofer 6224-alloy B-10 。第三代合金在耐蚀性、热稳定性、 加工成形及焊接等诸多方面均优于前者[1] 。 由于Hastelloy B-2加工性能方面的不足，已经逐渐退出了市场。

Hastelloy B系列合金是面心立方晶格结构，只有其组织足够纯净并处于正确的晶体结构才能获得最佳的耐蚀效果。由于早期的哈氏合金，如Hastelloy B，Hastelloy C等需要焊后进行完全退火（即固溶处理）， 否则，焊接热影响区的耐腐蚀性能会大大降低，而焊接是绝大多数容器生产中所必须的加工 过程，所以早期的哈氏合金逐渐被改进或者被淘汰。 在冶金技术进步的基础上（如氩氧脱碳重熔精炼技术 的应用），Hastelloy B系列合金改进的重点是控制碳、 硅在极低的水平，改善焊接区域的性能，保证在焊接 区域具有和母材一样的耐蚀性能。这样，镍-钼系合金依次出现了Hastelloy B-2，Hastelloy B-3 ，Nimofer  6629-alloy B-4 等。Hastelloy B-2合金在一定程度上解决了焊接区域性能下降的问题 ；Hastelloy B-3解决了Hastelloy B-2容易析出沉淀硬化相的缺点，极大地改善了冷、热加工性能。

表 1 列出了商业牌号与标准牌 （编） 号的对照。

1  镍-钼系列合金

1.1 Hastelloy B合金

20 世纪 40 年代Hastelloy B变形合金（UNS 编号N10001， 名义成分 Ni-28Mo-5Fe-0.3V ， 于 1929年取得专利） 进入市场，是最早的固溶强化镍 - 钼合 金。由于它的钼含量很高，因此具有高强度和高耐蚀 性，特别适用于应对强还原性酸。Hastelloy B合金的主要问题是焊接后热影响区（HAZ）总是有第二相沉淀物析出，这种沉淀物大大降低了焊接结构的耐腐蚀性能。因此，Hastelloy B不宜在焊后状态直接使用，在晶间腐蚀能力较强的介质中只能在固溶状态下使用。

固溶处理温度高，过程复杂，对于某些部件和设备是难以实现的，故Hastelloy B的使用受到限制。 因此，Hastelloy B已不再用于焊接件，不再作为耐蚀合金使用，已被划入耐热合金。

在早期的高温应用方面，虽然Hastelloy B在高温（直到1095 ℃） 下具有高屈服强度和低热膨胀系数的特点，但由于抗氧化性较差而限于在较低的温度（650 ℃）下使用，主要体现在旧式汽轮机和火箭发动机上，现已被时效硬化高温合金Haynes 242TM所代替[2] 。在早期的化工耐蚀应用方面，由于不含铬，Hastelloy B合金被严格限制在还原性酸中使用。

1.2 Hastelloy B-2合金

20世纪70年代，为了改善Hastelloy B合金的晶间腐蚀敏感性，采取了降低碳、硅和铁的含量的方法 开发了第二代Hastelloy B-2（以下简写成B-2）合金。 降低碳、硅含量可以显著降低在焊缝及热影响区析出碳化钼和镍钼金属间化合物的析出速度和析出量， 从而大大降低晶间腐蚀敏感性，使之即使在焊接状态 下也有很好的耐蚀性，从而它的焊接结构无需进行固溶处理也适用于大多数化工应用[3]。

虽然在一定介质条件下B-2合金焊接容器不需 要焊后热处理，但这一事实并没有解决由于其它操作 而需要进行固溶处理的问题，固溶处理在某些情况下是必须做的,且是有益的，相关因素如下[5] ：

（1）B-2 合金热加工后，必须进行固溶处理。

（2）冷成形后通常需要固溶处理，以恢复延展 性和降低硬度。现场经验表明，如果冷变形量低于约 7% 的外纤维延伸率，一般情况下可不需要退火。

（3）固溶处理冷成形材料可以降低焊接热循环 导致热影响区（HAZ）脆化的可能性。

（4）固溶处理可以减少残余应力，残余应力是 应力腐蚀开裂（ SCC）的一个重要形成因素。虽然 对于B-2合金 SCC 通常不是问题，但经验表明，在 某些环境中，存在重大冷变形会增加 SCC 的敏感性。同样，现场经验表明，固溶处理变形量大于约7%的 外纤维延伸率的部件将降低SCC敏感性。

（5）固溶处理可以提高焊接熔合区和热影响区的耐腐蚀性。

虽然B-2合金在热稳定性、 制造方面优于Hastelloy B合金，但是B-2合金毕竟是接近于Ni-Mo纯二元系合金，短时在中温敏化区538~870 ℃停留 也会迅速析出 Ni4Mo（β 相） 金属间化合物，使合金 的延展性急剧下降，致使加工成形非常困难。Ni4Mo  相可能会引起热加工（锻造、热卷） 过程中的开裂， 在固溶处理过程中的开裂，焊接热影响区应力腐蚀的 开裂，出现脆化问题即B-2合金具有中温脆化的特性。 于是，B-2 合金被热稳定性更好的Hastelloy B-3合金替代。

1.3 Hastelloy B-3合金

Hastelloy B-3（以下简写成 B-3）合金是 20 世纪 90 年代进入市场，2003 年获得发明专利的第三代镍 - 钼合金，是B-2合金的升级版本，是当今Hastelloy B系列合金的最新成果，也是目前市场上唯一广泛使用 的镍 - 钼合金。

与B-2合金相比，B-3 合金的最大优点在于短时暴露于中温仍能保持很好的延展性[4] 。在与制造有关的热过程中，经常会遇到短时暴露于中温这种情况，诸如在700 ℃这样的温度下极短的暴露也会使B-2合金严重脆化，但 B-3 合金在长达几个小时的时间内也不会脆化，显示出对这种脆化具有显著的耐受性，这为合金被加工成复杂部件提供了极大的便利，比如封头成型。这是由于B-3 合金对成分进行了特别的优化调整，在中温区（600 ~ 800 ℃）沉淀反应变缓慢，并形成 Ni3Mo（γ 相） 金属间相，改善了B-2在通过中温时容易析出Ni4Mo（β 相）沉淀相的缺点。在中温区热稳定性上B-3合金极大的优越于B-2合金，使热加工性能有了很大提升，有更好的成形和焊接性能。

B-3 合金的抗均匀腐蚀性能与B-2相同。与B-2 相比，B-3 合金对点腐蚀、应力腐蚀开裂、刀状腐蚀和焊接热影响区腐蚀开裂的抗力均有很大的提高[4]。 与B-2合金一样，B-3不建议在存在铁盐或铜盐的酸中使用，因为这样会导致合金快速腐蚀失效。

当盐酸接触到铁和铜时，会与之发生化学反应生成三价铁盐和二价铜盐。

由于 B-3 合金在中温不容易析出有害的金属间相，这种热稳定性的改善使其在各种热循环下比 B-2合金具有更大的延展性，这就使制造B-2合金设备所遇到的问题最小化。因此，B-3 合金适用于以前要求使用B-2合金的所有应用场合，并可以在焊接状态下直接使用。

1.4  Nimofer 6928-alloy B-2合金

Nimofer 6928-alloyB-2，是德国蒂森虏伯VDM公司生产的第二代镍 - 钼合金，是成分调整的B-2合金，传统的B-2已不再生产。

在Nimofer 6928-alloyB-2中碳、硅的含量限制到极低值，减少了在焊接热影响区碳化钼和金属间沉淀相的析出，从而保障在焊接状态下有足够的耐蚀性。在合金成分中铁、铬不再作为杂质元素控制， 要求在基体中保持一定的量，可减小在制造过程中脆化的风险。图 1[5] 显示了铁、铬元素含量对敏化态合金冲击韧性的影响。这是由于在 Nimofer 6928-alloyB-2 合金中保留一定量的铁和铬能显著抑制金属间化合物 Ni4Mo 相在中温敏化温度（700~870 ℃） 范围内的析出。有金属间沉淀相存在的合金，韧性和耐蚀性下降。因此，Nimofer 6928-alloyB-2可以在焊态下使用。这种成分上的调整已经被20世纪90年代开发的B-3和 Nimofer 6629-alloy B-4 所采纳。 

图 1  Nimofer6928-alloyB-2合金敏化曲线（可与上海墨³钜特殊钢客服联系索取图表）Fig.1  Sensitization curve ofNimofer 6928-alloy B-2

1.5  Nimofer 6629-alloy B-4合金

20 世纪 90 年代推出的 Nimofer6629-alloy B-4合金是德国蒂森克虏伯 VDM 公司的最新科研成果[6]。 Nimofer 6629-alloy B-4 超低的碳和硅含量结合增加了的铁和铬含量，与Nimofer 6928-alloyB-2相比抗氯化物引起的应力腐蚀开裂性能显著提高，抗晶间腐蚀敏 感性也有所提高，没有削弱抗还原性酸均匀腐蚀性能。由于成分的均衡性提高了合金的热稳定性，在常规热加工过程中（700 ~ 850 ℃） 能有效抑制有序的β 相（Ni4Mo）生成，减少或消除不利的金属间沉淀相，耐蚀性能得到提高，制造性能得到改善，具有优异的冷热成型和焊接性能，可在-196~400 ℃的温度范围 内使用。

Nimofer 6629-alloy B-4 合金解决了 Nimofer 6928- alloyB-2 合金所遇到的所有制造问题和在特定环境中对应力腐蚀开裂敏感的问题。

1.6  Nimofer 6224-alloy B-10合金

镍-钼合金唯一的不足之处是因为不含铬对氧化性介质的耐蚀性很差。2000 年后，Nimofer 6224- alloyB-10 的推出克服了镍 - 钼合金在氧化性介质中应用的局限性[7] 。随着盐酸充气程度的上升和氧化性杂质的增多，镍-钼合金的应用受到严格的限制，这时可以一试Nimofer 6224-alloy B-10 合金，它是一种介于镍- 铬- 钼合金和镍- 钼合金之间的过渡型合金（B 合金家族和 C 合金家族的中间产物）， 是专门用于处理含少量氧化剂的还原性酸。在氧化性介质中哈氏合金B的腐蚀速度很快，这时往往需要使用哈氏合金 C ，哈氏合金 C 含有较高的铬，对氧化性介质有强的 耐蚀性。但哈氏合金C缺少足够的钼含量以抵抗强还原性酸的腐蚀性。Nimofer 6224-alloy B-10 的钼含量明显高于哈氏合金 C ，抵抗还原性酸的腐蚀能力增强，铁和铬分别提高到6%和8%，抵抗氧化性介质的腐蚀能力也增强。

2  材料性能

2.1  化学成分

Hastelloy B是镍 - 钼合金，镍中加入钼后大大提高了在盐酸和稀硫酸等还原性介质中的耐蚀性。随着钼含量的提高，合金在还原性介质中的耐蚀性也随之逐渐提高，钼含量超过15% 时，在还原性酸中的耐蚀性明显提高。当钼含量达到 30% 左右时，具有最佳的耐蚀效果，在未充入空气的盐酸中，在常压沸点 以下任何浓度时都具有较好的耐蚀性（见图 2[8]）。在不充空气的非氧化性的硫酸中（≤ 60%），在常压沸点以下有较好的耐蚀性。当介质中存在空气时，较高的钼含量具有更好的耐蚀性。

镍 - 钼合金系列中，第一代合金Hastelloy B中， C ≤ 0.05% ，Si ≤ 1.0% ，晶间腐蚀敏感性很高，焊接构件在焊后状态不宜用于有晶间腐蚀能力的介质。 第二代合金B-2中，C ≤ 0.02% ，Si ≤ 0.10% ，有较好的耐晶间腐蚀性能，但B-2合金的晶间腐蚀敏感性仍然不够低，当介质为含碘离子的高温醋酸时，焊后状态的耐晶间腐蚀性能仍不够高，不得不将焊接容器进行固溶处理后使用。因此又发展了第三代镍 -  钼 合 金 B-3 和 Nimofer 6629-alloy B-4 ，C ≤ 0.01%， Si ≤ 0.10% 或 Si ≤ 0.05%.

镍-钼合金中加入铁后会使耐蚀性下降，加入铁 量不超过 6% 时对耐均匀腐蚀性能影响不大，且可改善工艺性能。但在要求良好的抗应力腐蚀性能时，要求将铁含量降低到低于2%[8]。合金中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击 韧性 ；显著提高高温不起皮性能。ASME SB-333 板材带材标准中Hastelloy B系列合金的化学成分见文献[9]。

2.2  力学性能

哈氏合金具有高强度、高韧性、高硬度和易加工硬化，变形抗力和回弹较大的特性。哈氏合金的室温屈强比为0.20 ~ 0.55 ，与奥氏体不锈钢（约为 0.35 ~ 0.4）相当。因此，哈氏合金具有良好的冷成形性能，可使容器具有较大的塑性储备。B-3合金具有 非常严重的冷作加工硬化趋势，这使得封头成形极为 困难，往往需要 1 ~ 2 次中间的固溶处理，以软化材料。Hastelloy B系列合金标准（ASME SB-333 固溶处理 态室温板材）的力学性能见文献[9]。

2.3  腐蚀性能

2.3.1    晶间腐蚀

决定镍基合金晶间腐蚀敏感性的内因是其化学 成分的合金含量和纯净度，应降低碳、硅含量，提高 铬、钼含量，加入少量稳定化元素如钛、铌、钒等（典 型的就是 B-3 合金的改进）。镍基合金的晶间腐蚀敏感性主要由于晶间碳化铬、碳化钼的析出所致，钛、铌、钒与碳的亲和力大于铬、钼与碳的亲和力，会优先析出钛、铌、钒的碳化物，而不析出或很少析出铬、钼的碳化物，这样在敏化区就不会产生铬、钼的碳化物和贫化区，或贫化区的铬、钼含量不会很低，从而使合金不致产生晶间腐蚀敏感性。

引起镍基合金晶间腐蚀敏感性的外因是其受到的热过程。当其经历热成形或受到焊接热循环或不正确的热处理（如常规的 620 ℃消除应力热处理）后， 焊缝金属或热影响区或母材会析出富铬相（碳化铬）、富钼相（碳化钼或镍- 钼金属间化合物），使晶界“贫铬”、“贫钼”，这种现象叫“敏化”。敏化会带来两 方面的危害，一是使合金脆化，冲击韧性下降；二是在某些腐蚀性介质中敏化后的合金会加速沿晶界的腐蚀。

敏化反映的是合金的热稳定性，热稳定性是限制镍基合金应用的重要因素。对镍基合金进行固溶处 理和减少在敏化温度范围内的停留时间是在工艺上 提高耐晶间腐蚀的主要途径。

2.3.1.1    热稳定性特点

镍-钼合金与铬镍奥氏体不锈钢（300 系列不 锈钢） 和镍 - 铁 - 铬合金（Inconel 系列合金）、 镍 -  铬 - 钼合金（Hastelloy C系列合金） 相比，晶间腐蚀 敏感性的最显著区别为，镍 - 钼合金有两个敏化区，1200~1300 ℃的高温敏化区和550~900 ℃的中温敏化区（见图 3[8] ，Hastelloy B在各温度下等温时效后 在 10% 盐酸中的晶间腐蚀敏感性曲线）， 且敏化倾向 随变形率的增加而增大。镍 - 钼合金的中温敏化区与 奥氏体不锈钢和其他镍基合金的敏化区的温度区域 近似。

在≥ 1 250 ℃高温区，镍 - 钼合金中的析出相有 M6C 、M2C 等金属碳化物及 σ 相。金属的碳化物主要 有 Ni2Mo4C 、Ni3Mo3C ，也有 Mo6C 和 Mo2C 。σ 相主要为 MoFe 金属间化合物。在 550 ~ 900 ℃的中温敏化区则析出镍钼金属间化合物，高于 850 ℃是主要为 Ni3Mo 、Ni7Mo6 ，较低温度则为 Ni4Mo。

2.3.1.2    热稳定性提高

B-2 合金有强烈析出第二相的倾向，特别是在 550 ~ 900 ℃温度范围内。析出相不是想要的面心立方 晶格的 γ 相（即 Ni3Mo 相），而是析出相中最有危害 性的 β 相（即 Ni4Mo 相，一种有序的金属间化合物）， 它在敏化温度下迅速形成。β 相的存在一方面显著降低了B-2合金的韧性，延展性，使合金脆化，造成B-2 合金在原材料生产过程中（如热轧） 或设备制造过程 中（如焊后整体热处理） 开裂 ；另一方面使合金变得 对应力腐蚀开裂敏感，造成设备在服役环境中开裂。

与B-2合金相比，第三代 B-3 合金的唯一最大优势就在于瞬时暴露于中温时仍能保持极佳的韧性， 大大提高了合金微观结构的稳定性，特别是降低了对 β 相析出的敏感性。暴露于中温通常不可避免地发生 在制造过程中的焊接热循环和热处理。图 4[4]  的中温 敏化曲线显示了 B-3 合金相对于B-2合金的优势。当B-2合金在 750 ℃温度范围内停留时间稍长（ 10 min  左右），β 相瞬间生成，使合金的延展性极速下降， 合金严重脆化。而对于 B-3 合金在 650 ℃左右则需几 个小时才能析出有害的第二相，B-3 合金表现出了显 著的抗脆化能力，这为涉及焊接和热处理的复杂部件（如封头） 的制造提供了极大的便利。这是由于 B-3 合金从冶金学相变理论出发，调整了成分中 Mo、 Cr、Fe、Mn 含量的比例，使有害相析出速度大大降低， 缓慢形成的有害相从 Ni4Mo 变为 Ni3Mo[10]。

总之，通过调整化学成分，B-3 合金的热稳定性 比B-2合金有了明显的提高，金属间有害相析出的倾向很小，使之在焊接热循环中比B-2合金有更大的韧性。

2.3.1.3    热稳定性影响

镍基合金的热稳定性除了受化学成分这个内在 因素影响外，还受外因温度和时间的影响。对于容器制造更应关心温度和作用时间对热稳定性的影响。 即使对于热稳定性很高的 B-3 合金也应注意热过程 对合金性能的影响，当在中温时作用的时间很长时， 合金的性能依然会下降，如表 2[4] 所示。

2.3.2    均匀腐蚀

Hastelloy B系列合金，是针对强还原性的盐酸设计的，主要用于还原性的强酸介质中，如任何 浓度和常温至沸点的全温度范围内的未充空气的盐酸 ；100 ℃以下各种浓度未充空气的硫酸 ；浓度 60%  以下低于沸腾温度未充空气的硫酸 ；100 ℃以下不 含空气的氢氟酸等。在不含空气低于沸点的磷酸， 10% ~ 50% 的未充 空气 的醋 酸，低 于 70% 并低 于 120 ℃碱液等介质中也有良好的耐蚀性。耐氯化氢气 体耐蚀。耐卤族催化剂的腐蚀。不宜用于氧化性介 质[8]。

2.3.2.1    盐酸

镍 - 钼合金是耐常压下各种温度和浓度盐酸腐蚀 的宝贵金属材料（还有锆、钽）。由 ISO 腐蚀图 5[10]  可见，镍 - 钼合金耐直到沸 腾的全浓度的盐酸（试剂级纯度） 腐蚀，腐蚀速率落 在了耐蚀程度为“安全”的区域即 0.1 ~ 0.5 mm/a（试 样是 1 066 ℃固溶处理，水淬，非焊接件）。

由于镍 - 钼合金只含有微量的铬元素，无法在氧化性的介质中形成氧化膜保护，因此，镍 - 钼合金无法用在含有氧化性介质（铁离子 Fe3+ 、铜离子 Cu2+） 的环境中，即使只有 5×10-5的氧化性离子，合金的耐蚀性也会大大降低。图 6[11] 显示了含氧化性杂质或残留物的盐酸对 B-3 合金和 C-2000 合金腐蚀性能的  影响。分别在沸腾的 2.5% 盐酸和沸腾的 10% 盐酸中加入铁离子（以氯化铁的形式存在）。 当铁离子Fe3+浓度达到 5×10-5 时，B-3 合金的腐蚀速率急剧上升。C-2000 合金的表现正好相反，在10% 的沸腾纯盐酸 中 C-2000 合金的腐蚀速率很高，但当铁离子 Fe3+ 浓 度达到 5×10-5  时，C-2000 合金的腐蚀速率急剧下降。加入铁离子对提高 C-2000 合金的耐蚀性反而有利。

图 7[12] 显示的是几种合金在沸腾纯盐酸溶液中 的腐蚀速率。含钼的 316L 奥氏体不锈钢的腐蚀速率 超过 B-3 和锆的 104 倍。B-3 比 C-2000 和 Monel 400对盐酸的耐蚀性要好。

图 6  在沸腾盐酸中铁离子含量对腐蚀性影响（可与上海墨³钜特殊钢客服联系索取图表）

Fig.6  Effect of iron ion content on corrosion in boiling hydrochloric acid

图 7  几种金属在沸腾盐酸中的腐蚀性比较（可与134727+87990联系索取图表）

Fig.7  Corrosion comparison of several metals in boiling hydrochloric acid

图 8[12] 显示的是盐酸（5%）温度对几种镍基合 金和 316L 不锈钢腐蚀速率的影响。对大多数合金来 说，温度升高腐蚀速率升高，但对 B-3 合金确是个例 外，温度对腐蚀速率的影响并不强烈，在沸腾盐酸中的腐蚀速率反而低于沸点以下的腐蚀速率，这可能与 盐酸溶液中溶解了氧气有关，温度越高，氧气溢出的 也越多。

图 9[12] 显示了几种合金在沸腾 2.5% 盐酸中铁离 子含量对腐蚀速率的影响。虽然 316L 奥氏体不锈钢 和 Incoloy 825 合金的腐蚀速率较高，但铁离子含量 对腐蚀速率的影响不显著。B-3 合金的腐蚀速率在纯 沸腾盐酸中是最低的，但随铁离子含量的升高腐蚀速 率逐渐升高。C-2000 在纯盐酸中腐蚀速率比 B-3 高， 但是，当铁离子含量只要达到 3×10-6  时，C-2000 的 腐蚀速率就以接近二个数量级直线下降，这是由于氧 化性的铁离子促进 C-2000 钝化，形成富铬氧化膜减 小了均匀腐蚀速率。

图 8  盐酸（5%）温度对腐蚀性影响

Fig.8  Effect of hydrochloric acid（5%） temperature on corrosion

图 9  在 2.5% 沸腾盐酸中铁离子含量对腐蚀性影响

Fig.9  Effect of iron ion content on corrosion in 2.5% Boiling hydrochloric acid

2.3.2.2    硫酸

图 10[10] 展示了 B-3 合金在纯净硫酸中有大片的 安全区域（腐蚀速率小于 0.5 mm/a）。

硫酸的腐蚀性没有盐酸那么强，和盐酸一样它 的腐蚀性也取决于浓度、温度和纯净度。

图 11[12] 显示的是几种合金在沸腾纯硫酸溶液中的腐蚀速率。（可与上海墨ζ钜特殊钢客服联系索取图表）浓度达到 96% 的硫酸在沸腾状态是稳  定的。沸点受浓度的影响很大，中等浓度或高浓度的  硫酸沸点急剧升高，如 20% 硫酸沸点 104 ℃， 50%   硫酸沸点 123 ℃， 80% 硫酸沸点 202 ℃。 钛（Gr.2） 和 316L 不锈钢不适合于在硫酸中使用。镍基合金中  B-3 在沸腾硫酸中的腐蚀速率是最低的，只有浓度达  到 70% 时 B-3 的腐蚀速率才开始升高。高浓度的硫  酸锆合金（如 Zr-702）也不能承受。

图 12[12] 显示了在恒定浓度的硫酸中温度对几种 镍基合金腐蚀性能的影响。温度对C-2000合金和G-30合金腐蚀速率的影响非常强烈，但对 B-3 合金几乎不受影响。

图 10  B-3 合金在硫酸中的 ISO 腐蚀曲线（可与上海墨ζ钜特殊钢客服联系索取图表）

Fig.10  ISO corrosion curve of B-3 alloy in sulfuric acid

图 11  几种金属在沸腾硫酸中的腐蚀性比较

Fig.11  Corrosion comparison of several metals in boiling sulfuric acid

图 12  硫酸（60%）温度对合金腐蚀性影响

Fig.12  Effect of sulfuric acid（60%） temperature on corrosion of alloys

硫酸中污染物的存在会加速对合金的腐蚀。

图 13[12]  中显示了纯硫酸和硫酸加入 2×10-4 氯离子（如NaCl）后，随温度的升高对 B-3 和 C-2000 腐蚀速率 的影响，上曲线为在受污染的硫酸中，下曲线为在纯 净的硫酸中。对于这两种合金腐蚀速率均增加，但对 镍 - 铬 - 钼合金的影响更显著。

图 13  沸腾硫酸（含氯化物）浓度对腐蚀性影响（可与上海墨³钜特殊钢客服联系索取图表）

Fig.13  Effect of concentration ofBoiling sulphuric acid（chloride） on corrosion

2.3.2.3    氢氟酸

氢氟酸具有极强的腐蚀性和独特的腐蚀行为， 常与硝酸配比做金属的酸洗剂。镍基合金是唯一广泛 用于处理氢氟酸水溶液的合金，因为不锈钢、钛、锆、 铌和钽都不适合。但是，由表 3[4] 可见对高浓度和高 温度的氢氟酸 B-3 合金也难以耐受。

2.3.3    应力腐蚀开裂

镍基合金的主要属性之一是抗氯化物引起的应 力腐蚀开裂。45% 氯化镁沸腾溶液是评价材料抵抗 这种极具破坏性浸蚀开裂的常用试剂（ASTM G-36）， 以典型的 U 型弯曲试样检验。从表4[10] 显而易见， 镍基合金的抗应力腐蚀开裂能力比奥氏体不锈钢强得多。

注： 浸蚀时间到1 008 h（即6周） 后停止。

3  应用

Hastelloy B系列合金通常应用于苛刻的强腐蚀 环境，广泛应用于化工、石化、能源和污染控制等领 域，尤其适用于在硫酸、盐酸、磷酸、醋酸等工业中， 如盐酸的蒸馏，浓缩 ；低压羰基合成醋酸（HAC）； 卤化丁基橡胶（HIIR）；聚氨酯原料和乙苯烷基化生 产等工艺设备中。由于价格昂贵，Hastelloy B系列合金应用相对 比较集中，主要集中于醋酸生产（羰基合成法） 和一 些硫酸回收系统中，如醋酸工程中的蒸发器[13]  和稀 硫酸贮罐[14]。Nimofer 6224-alloy B-10 应用于对许多合金都有缝隙腐蚀的垃圾焚烧装置。

4  结束语

Hastelloy B系列合金是强度高、耐蚀性好的材料，但其价格昂贵，对制造工艺要求高，需谨慎对待。在选材时应选择最新的B-3合金，利于成形与焊接。

参考文献

[1]      Lee M. Pike. 100+ Years of Wrought Alloy Development at Haynes International [C]8th International Symposium on Superalloy 718 and Derivatives. TMS（The Minerals，Metals &Materials Society），2014.

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[7]      Report  No.  26  High-alloy  Materials  for Aggressive Environments [R]. ThyssenKrupp VDM. July 2002.

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