Hastelloy B3
材料牌號(hào)：Hastelloy B3哈氏合金
美國(guó)牌號(hào)：UNS N10675
一、 Hastelloy B3（N10675）哈氏合金概述：
Hastelloy B3（N10675）是一種以鎳、鉬、鈷等元素組成的鎳基高溫合金，含鎳量約為65 %。  Hastelloy B3（N10675）鎳基合金材料是在哈氏合金B(yǎng)2的基礎(chǔ)上改進(jìn)的新材料，提高了材料的熱穩(wěn)定性，從而提高了耐蝕性能，同時(shí)，改善了熱成形與冷成形性能。近年來(lái)，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于化工裝備的生產(chǎn)制造中。
二、Hastelloy B3（N10675）化學(xué)成分：見(jiàn)表1-1。
 表1-1                                                                 %

三、 Hastelloy B3（N10675）哈氏合金主要特性及焊接與加工：
1、材料分析：Hastelloy B3（N10675）哈氏合金板材固溶狀態(tài)的力學(xué)性能：隨加熱溫度上升，其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、彈性模量會(huì)降低，而延伸率、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)和比熱略有升高；而隨冷態(tài)變形率的增加，其硬度、抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度增加，延伸率降低。
2、成形加工特性：經(jīng)分析，哈氏合金B(yǎng)3的成形加工特性主要有：
(1)、哈氏合金B(yǎng)3材料的延伸率較高，為冷壓成形創(chuàng)造了有利條件。
(2)、哈氏合金B(yǎng)3材料比奧氏體不銹鋼堅(jiān)硬，加工硬化傾向更明顯，所以在冷成形時(shí)需要更大的壓力，或分步成形。
(3)、哈氏合金B(yǎng)3材料冷成形變形率小于10%時(shí)，不會(huì)對(duì)加工件的耐腐蝕性能造成影響，但在焊接加工中，殘余應(yīng)力的存在可能會(huì)給焊縫造成熱裂紋。因此，對(duì)于后期需要焊接加工的工件，還是應(yīng)盡可能消除殘余應(yīng)力的影響。
(4)、變形嚴(yán)重的冷成形會(huì)提高哈氏合金B(yǎng)3材料的屈強(qiáng)比，還會(huì)增加應(yīng)力腐蝕和裂紋的敏感性，常采用中間和終熱處理工藝。
(5)、哈氏合金B(yǎng)3材料在高溫下對(duì)氧化性介質(zhì)及硫、磷、鉛及其他低熔點(diǎn)金屬非常敏感。
(6)、在600～800℃區(qū)間，加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，哈氏B3合金會(huì)產(chǎn)生脆性相，導(dǎo)致延伸率降低，而且在此溫度區(qū)間外力或變形受到限制時(shí)，容易發(fā)生熱裂紋。因此采用熱成形時(shí)，溫度必須控制在900℃以上。
(7)、哈氏合金B(yǎng)3材料加工壓制前，與工件接觸的模具表面清理干凈；冷加工時(shí)，可采用潤(rùn)滑方法，成形后須立即脫脂處理或用堿清洗。
(8)、加工件出爐水冷后，表面的氧化膜較厚，應(yīng)充分酸洗，如殘留有氧化膜，可能在下次壓制時(shí)產(chǎn)生裂紋；必要時(shí)，可在酸洗前噴砂處理。
3、焊接與成形：
(1)、在成形加工前，原坯料如果需要拼接焊縫，選擇鎢氬弧焊（GTAW）焊接方法，這樣才能更好地保護(hù)焊縫不被氧化，如果采用手工電弧焊方法，很容易造成中間焊道被氧化，即使每層打磨清理，也難保清理徹底，有細(xì)微的氧化層殘留，也可能會(huì)對(duì)焊縫的成形加工性能造成影響。 工件焊接之前，必須去除坡口和母材表面的附著物和氧化層，因?yàn)檠趸ず碗s質(zhì)的存在會(huì)影響焊縫和熱影響區(qū)的性能。焊接選用小電流，避免過(guò)慢的速度， 不擺動(dòng)，層間溫度控制在100℃以下，采用正、背兩面氬氣保護(hù)，避免合金元素高溫氧化燒損。 壓制前應(yīng)將焊縫表面打磨光滑，去除焊縫表面較厚的氧化層并輔以酸洗。因?yàn)楣虾辖養(yǎng)3材料焊縫的氧化層很堅(jiān)硬，直接酸洗難以去除，在壓制成形過(guò)程中很容易產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，對(duì)焊縫的性能造成影響。
(2)、熱成形的優(yōu)點(diǎn)是可一次成形，能避免加工硬化，如果成形溫度能控制好，還可免去熱處理。但熱成形過(guò)程中溫度變化很大，且每個(gè)區(qū)域都有不同，甚至與模具直接接觸的表面可能要遠(yuǎn)低于金屬內(nèi)部的溫度，很難測(cè)量和控制，一旦在加工過(guò)程中局部材料進(jìn)入敏感溫度區(qū)，產(chǎn)生微裂紋等缺陷， 便很難在后期的固溶熱處理中消除。吸取加工廠的經(jīng)驗(yàn)， 選擇了冷成形工藝。壓制方法優(yōu)先選用模壓，必須采用旋壓時(shí)也要采用冷旋壓，或溫度不超過(guò)400℃的溫旋壓。
(3)、冷成形過(guò)程中，變形率較大時(shí)要采用分步成形工藝。分步成形要進(jìn)行中間熱處理，宜選用固溶熱處理，溫度控制在1000℃以上。選擇固溶熱處理工藝，溫度達(dá)到1060～1080℃。加工件壓制成形后還要再進(jìn)行一次固溶熱處理，消除殘余的應(yīng)力，避免影響后續(xù)的焊接質(zhì)量。
4、熱處理：
Hastelloy B3（N10675）哈氏合金在熱處理之前和熱處理過(guò)程中，應(yīng)始終保持 工件清潔和無(wú)污染， 這一點(diǎn)非常重要。在加熱過(guò)程中，工件不能接觸硫、磷、鉛及其他低熔點(diǎn)金屬，否則會(huì)損害合金的性能，使合金變脆。加熱爐為電爐，如采用燃?xì)饣蛉加蜖t，燃料中的含硫量越低越好，根據(jù)材料廠家推薦，天然氣和液化石油氣中的硫的總含量不大于0．1% （V），城市煤氣中硫的含量不大于0．25g/m3 ，燃油中硫含量應(yīng)少于0．5%（W）為較好。
爐氣必須潔凈并以微還原性為宜，應(yīng)避免爐氣在氧化性和還原性之間波動(dòng)，加熱火焰不能直接接觸工件。工件入爐前必須支撐，避免高溫下發(fā)生不良變形。工件升溫速度盡可能快，必須待爐溫達(dá)到熱處理溫度后工件才能入爐。出爐后應(yīng)快速水冷，用浸入法或全面積均勻噴淋，嚴(yán)禁采用水管澆注，以防冷熱不均，導(dǎo)致發(fā)生異常變形或撕裂。
5、Hastelloy B3（N10675）哈氏合金的品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：
1、品種分類(lèi)：上海九鋼新材料集團(tuán)有限公司可生產(chǎn)各種規(guī)格的Hastelloy B3無(wú)縫管、Hastelloy B3鋼板、Hastelloy B3圓鋼、Hastelloy B3鍛件、Hastelloy B3法蘭、Hastelloy B3圓環(huán)、Hastelloy B3焊管、Hastelloy B3鋼帶、Hastelloy B3絲材及配套焊材。
2、交貨狀態(tài)：無(wú)縫管：固溶+酸白，長(zhǎng)度可定尺；板材：固溶、酸洗、切邊；焊管：固溶酸白+RT%探傷，鍛件：退火+車(chē)光；棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車(chē)光；帶材經(jīng)冷軋、固溶軟態(tài)、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤(pán)狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。