Alloy 6B 是一种镍-钼耐腐蚀合金,它属于哈氏合金 家族。更具体地说,它是 Hastelloy® Alloy B 系列的一个变种,通过控制碳和硅的含量来优化其特定性能。
一、Alloy 6B 是什么材料?
商业牌号:
Hastelloy® B-2 是这一系列中最著名的合金,而 Alloy 6B 可以看作是它的一个早期或特定版本。其化学成分与 B-2 非常相似,但碳和硅含量通常略高一些。
相近牌号:
美国 UNS 编号: N10001
中国牌号: NS321 或 00Ni70Mo28
德国牌号: W.Nr. 2.4617 / NiMo28
常见商业名称: Hastelloy B, Alloy B, Nickel-Molybdenum Alloy
主要化学成分:
镍 (Ni): 约 65-70% (基体,提供面心立方结构和基本耐腐蚀性)
钼 (Mo): 约 26-30% (核心元素,提供对还原性介质的卓越耐腐蚀性)
铁 (Fe): ≤ 2.0%
铬 (Cr): ≤ 1.0% (故意保持低位,因为铬在还原性酸中可能有害)
碳 (C) 和 硅 (Si): 含量比 B-2 略高,这影响了其焊接和热处理特性。
二、主要特性
Alloy 6B 的特性主要由其高钼和低铬的化学成分决定。
1. 卓越的耐腐蚀性能
这是 Alloy 6B 最核心的特性。
对还原性介质具有极佳的耐腐蚀性:
盐酸 (HCl): 在所有浓度和温度下(包括沸点)都具有出色的耐腐蚀性。
硫酸 (H₂SO₄): 耐中低浓度硫酸的腐蚀。
磷酸 (H₃PO₄): 在各种条件下都有良好的耐受性。
氢溴酸 (HBr)、氢氟酸 (HF) 等: 表现优异。
氯化物溶液: 耐点蚀和缝隙腐蚀。
关键弱点:
对氧化性介质耐腐蚀性差: 这是由于其铬含量极低。在含有氧化性离子(如 Fe³⁺、Cu²⁺、HNO₃ 硝酸、Cl₂ 氯气、O₂ 氧气)的介质中,腐蚀速率会急剧增加。因此,它绝对不能用于硝酸、王水等氧化性环境。
2. 抗晶间腐蚀能力
与最早的 Hastelloy B 相比,Alloy 6B 和 B-2 通过严格限制碳和硅的含量,大大降低了在敏化温度区间(约 550°C - 1050°C)内析出碳化物相(如 M₆C, M₁₂C)的倾向,从而显著提高了抗晶间腐蚀的能力,尤其是在焊接状态下。
3. 优异的机械性能
具有高强度和良好的韧性。
在室温和高温下都能保持良好的机械性能。
4. 物理性能
密度: 约 9.24 g/cm³ (密度较高)。
熔点: 约 1330°C - 1380°C。
热膨胀系数: 较低,热稳定性好。
导热性: 中等。
三、加工与热处理
热加工: 可以在 1000°C - 1200°C 的温度范围内进行锻造、轧制等热加工。
冷加工: 由于高强度和高加工硬化率,冷加工(如弯曲、冲压)较为困难,需要更大的力和中间退火。
焊接: 可焊性良好,可以采用钨极惰性气体保护焊、金属极惰性气体保护焊等方法。但焊后需要在 1065°C - 1080°C 进行固溶退火处理并快速冷却,以恢复其最佳的耐腐蚀性能。
热处理: 标准的处理是 1065°C - 1080°C 的固溶退火,然后快速水淬,以获得均匀的奥氏体单相组织,从而具备最佳的耐腐蚀性。
四、典型应用
基于其特性,Alloy 6B 主要用于处理苛刻的还原性化学环境。
化工过程工业: 用于制造反应器、热交换器、管道、阀门、泵等,处理盐酸、硫酸和磷酸。
农药和医药生产: 涉及氯化氢和催化反应的设备。
酸洗设备: 用于盐酸酸洗线。
核燃料再生产。
有机氯化过程。
总结与注意事项
特性
描述
注意
核心优势
对还原性酸(尤其是盐酸)无与伦比的耐腐蚀性
化学工业的“杀手锏”材料
致命弱点
对氧化性介质(如硝酸、Fe³⁺、氯气)耐腐蚀性极差
绝对不能用于含氧化性离子的环境
关键改进
低碳含量,抗晶间腐蚀能力优于早期B合金
适用于焊接部件
加工性
强度高,冷加工较困难;可焊性好但需焊后热处理
需要专业的制造技术
重要提示: 在现代应用中,Hastelloy® B-2 或更新的 Hastelloy® B-3® 由于其更优的耐晶间腐蚀性和热稳定性,通常是比 Alloy 6B 更优选的材料。在选择材料时,务必根据具体的介质成分、温度、浓度和是否存在氧化剂等条件进行详细评估。
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