哈氏合金 B3 （UNS N10675/W.Nr. 2.4600/合金 B3） 是一种镍钼合金，添加了铬、铁和其他元素。 它在所有浓度和温度下都表现出优异的耐盐酸性。 在硫磺环境、乙酸、甲酸、磷酸等非氧化性介质下也具有优良的性能。 合金 B3 具有优异的抗点蚀、应力腐蚀开裂、刀线和热影响区侵蚀能力。 与哈氏合金 B2 相比，哈氏合金 B3 具有更好的热稳定性。 它广泛用于化工过程、真空炉、还原环境中的管道零件等。
哈氏合金 B-3 （UNS N10675） 是一种固溶强化镍钼合金，通常用于极端还原条件。 与上一代哈氏合金 B （UNS N3） 相比，哈氏合金 B-10001 的碳、硅和铁含量明显减少，因此在保持焊接状态时不太可能降低焊缝的耐腐蚀性。 通过控制其他合金元素，如铁和铬，还解决了其他加工性能问题。 哈氏合金 B3 （n10675） 是一种镍基高温合金，由镍、钼和钴等元素组成。 哈氏合金 B3 的镍含量约为 65%。 哈氏合金 B3 （n10675） 镍基合金是一种基于哈氏合金 B2 的新材料，它提高了材料的热稳定性和耐腐蚀性，并改善了热成型和冷成型的性能。 近年来，它在化工设备的制造和制造中的使用有所增加。
1. 尽量减少对铁和铬元素的控制，并防止形成 β 相 Ni4Mo。
2. 对降低环境具有优异的耐腐蚀性。
3. 对腐蚀性中等浓度硫酸和许多非氧化性酸具有优异的抵抗力。
4. 优异的抗氯离子还原应力腐蚀开裂 （SCC）。
5. 优异的耐各种有机酸腐蚀性能。 哈氏合金 B-3 合金是一种新型镍钼合金，在所有温度和浓度下均具有优异的耐盐酸腐蚀性。 同时，对硫酸、醋酸、甲酸、磷酸等氧化性介质也具有优良的耐腐蚀性。 由于调整了化学成分，与原始产品相比，热稳定性得到了提高。 哈氏合金 B-2 得到了显着改进。 哈氏合金 B-3 合金具有很强的抗点蚀、应力腐蚀开裂、刀线侵蚀、热影响区侵蚀等能力。
6. 比合金 B-2 更好的热稳定性：与哈氏合金 B-2 相比，哈氏合金 B-3 的最大优点是它在暂时暴露在中间温度下时可以保持优异的延展性。 在热处理过程中会定期发生暴露。 在 700°C 的温度下短暂暴露后，B-2 合金很容易脆化，而 B-3 合金表现出显着的抗脆化性，可以承受数小时。 这对于以络合物形式出现的合金非常方便，例如，用于形成设备部件。
哈氏合金 B3 锻造弯头 1“ 3000#
哈氏合金 B-3 镍钼合金在还原环境中具有良好的耐腐蚀性
哈氏合金 B-3 的升级版：B-3 对所有温度和盐酸浓度均具有出色的耐腐蚀性。
哈氏合金 C-4：在 650~1040 °C 下具有良好的热稳定性、良好的韧性和耐腐蚀性
哈氏合金 C-22：在氧化介质中比 C-4 和 C-276 具有更好的均匀耐腐蚀性，具有更好的局部耐腐蚀性。
哈氏合金 C-276：抗氧化性和适度还原腐蚀良好的耐应力腐蚀性，良好的耐应力腐蚀性
哈氏合金 C-2000：最全面的耐腐蚀合金，在氧化还原环境中具有优异的均匀耐腐蚀性
哈氏合金 G-35：G-30 的升级产品具有更好的耐腐蚀性和热稳定性，在磷酸和其他高铬含量的强氧化性混合酸介质中具有优异的性能。
哈氏合金 X：它具有高强度、抗氧化、易加工等特性，上述等级都有不同的化学成分、机械性能和强度，因此不能笼统地描述哈氏合金的特性。
哈氏合金主要分为 XNUMX 系列：B、C 和 G。 主要用于铁基Cr Ni或Cr Ni Mo不锈钢、非金属材料等使用强腐蚀性介质的场合。
为了提高哈氏合金的耐腐蚀性和冷热加工性能，对哈氏合金进行了 XNUMX 次重大改进。
B 系列：B→B-3 （00ni70mo28） → B-3
C 系列：C-→ C-276 （00cr16mo16w4） → C-4 （00cr16mo16） → C-22 （00cr22mo13w3） → C-2000 （00cr20mo16）
G系列：G→G-3 （00cr22ni48mo7cu） → G-30 （00cr30ni48mo7cu）
使用最广泛的材料是 N10675 （B-3）、N10276 （C-276）、N06022 （C-22）、N06455 （C-4） 和 N06985 （G-3）。
商标国标ASTM （美国）UNS 公司喧嚣W.Nr
哈氏合金 B-3NS3203 系列哈氏合金 B-3编号 N10675镍Mo29Cr2.46
密度 （g/cm）3)
熔点
（°C）
电阻率
（μΩ·cm）
热膨胀系数 10-6K-1（20-100°C）
弹性模量
（GPa）
硬度（布氏硬度）/HB
工作温度
（°C）
退火
热处理：2100°F （1150°C）
拉伸强度：最小 110 ksi （760 MPa），典型值为 125 ksi （860 MPa）
推荐工作条件：-300°F 至 1800°F（-184°C 至 900°C）)
产品形态标准
片材、板材、带材ASTM B333
钢坯、棒材和棒材ASTM B335、B472 标准
涂层电极DIN 2.4696 标准
裸焊条和焊丝DIN 2.4695 标准
无缝管 & 管ASTM B622
焊接管 & 管ASTM B619、B626
附属品ASTM B366、B462
锻件ASTM B564、B462
（1） 哈氏合金 B3 具有高伸长率，为冷成型创造了有利条件。
（2） 哈氏合金 B3 比奥氏体不锈钢更硬，加工硬化倾向更明显，因此冷成型需要更大的压力或逐步成型。
（3） 如果哈氏合金 B3 的冷成型变形率小于 10%，则不会影响加工零件的耐腐蚀性，但残余应力的存在可能会导致焊缝出现热裂纹。 因此，在后续阶段要焊接的工件必须尽可能消除残余应力的影响。
（4） 严重变形的冷成型提高了哈氏合金 B3 的屈服率，增加了应力腐蚀和开裂的敏感性。 通常使用中间和最终热处理工艺。
（5） 哈氏合金 B3 在高温下对氧化介质、硫、磷、铅和其他低熔点金属非常敏感。
（6） 如果 600~800°C 的温度范围和加热时间过长，哈氏合金 B3 合金中会形成脆化相，从而导致伸长率降低。 此外，当外力和变形受到限制时，在此温度范围内可能会发生热裂纹。 因此，温度必须控制在 900°C 以上。
（7） 在加工和压制哈氏合金 B3 材料之前，应清洁与工件接触的模具表面。 冷加工时应采用润滑方法，成型后应立即进行脱脂处理或碱性清洗。
（8）出炉冷却后，表面的氧化膜比较厚，因此需要彻底酸洗。 请注意，如果残留氧化膜，则下次压制时可能会出现裂纹。 如有必要，可以在酸洗前进行喷砂处理。
（1）在成型过程之前，如果需要将生坯接合到焊缝上，建议选择GTAW。 焊接方法：更好地保护焊缝免受氧化。 采用手工电弧焊方法时，中间焊道容易氧化。 即使每一层都经过抛光和清洁，也很难保证完全清洁，并且可能会残留轻微的氧化层，这也可能导致焊缝形成，从而影响加工性能。 氧化膜和杂质的存在会影响焊缝和热影响区的性能，因此在焊接前必须去除坡口和母材表面的粘附物和氧化膜。 最好使用小电流，这样速度太低，摆动不会太慢。 层间温度应保持在 100°C 以下。 为避免合金元素的高温氧化和燃烧，正面和背面应用氩气保护。 压制前，应将焊接表面打磨光滑，去除焊缝表面的厚氧化层，并补充酸洗。 哈氏合金 B3 焊缝上的氧化膜非常坚硬，因此很难通过直接酸洗去除。 在冲压成型过程中，容易出现细微的裂纹，这会影响焊接的性能。
（2）热成型的优点是可以一次成型，可以避免加工硬化。 如果能够适当控制成型温度，则可以避免热处理。 然而，在热成型过程中，温度变化很大，每个区域都不同，甚至与模具直接接触的表面也可以远低于金属内部的温度，这很难测量和控制。 如果局部材料在加工过程中进入敏感温度范围，在后期固溶热处理中将难以去除微裂纹等缺陷。 冷成型工艺是根据加工厂的经验选择的。 最好采用成型作为压制方法。 当不可避免地纺纱时，采用 400°C 或以下的冷纺或暖纺。
（3） 在冷成型中，当变形率较大时，必须采用阶梯成型。 阶梯成型应进行中间热处理，应选择固溶热处理，温度应控制在 1000°C 以上。 选择固溶处理工艺，温度为1060~1080°C。 工件最终压制后，应进行固溶热处理，以消除残余应力，避免对焊接质量产生后续影响。
哈氏合金 B3 （N10675） 在哈氏合金热处理之前和期间保持工件清洁和无污染非常重要。 在加热过程中，工件不应与硫、磷、铅和其他低熔点金属接触。 不接触会破坏合金的性能并使其变脆。 请使用电炉作为加热炉。 当使用燃气或燃油炉时，燃料中的硫含量越低越好。 根据原材料制造商的建议，天然气和液化石油气中的总硫含量为 0.1% （V） 或更低，城市燃气中的硫含量为 0.25 g/m3 或更低，燃料中的硫含量为 0.5% （V） 或更低。 油应小于 XNUMX% （W）。
炉内的气体必须清洁且适合进行微还原。 必须避免炉气氧化和还原性能的波动，加热火焰不能直接接触工件。 在将其放入炉中之前，必须保护工件免受高温引起的变形。 工件的加热速度应尽可能快，直到炉温达到热处理温度后，才将工件放入炉中。 离开炉子后，水应迅速冷却，并通过浸泡方法或整个过程均匀喷洒。 为避免因冷却和加热不均匀而造成异常变形和破裂，严禁使用水管进行注水。
合金 B3 90° 弯头 6 英寸 SCH80S 挤压 UNS N10675 无缝管。
哈氏合金 B3 （UNS N10675） 广泛用于化工、石化、能源生产和污染控制相关的加工和设备，特别是在处理各种酸（硫酸、盐酸、磷酸、乙酸等）的过程中。 。 哈氏合金 B3 的一些更常见的用途包括：
绕线电阻器。
双金属触点。
电气和电子应用。
海洋工程.
化学和碳氢化合物加工设备。
汽油和淡水罐。
原油蒸馏器。
脱气加热器。
锅炉、给水加热器和其他热交换器;
泵、轴、紧固件。
工业热交换器。
氯化溶剂。
原油蒸馏塔。
仪表和阀门零件。
螺丝机产品。
炼油厂管道。
热交换器。
核燃料的生产。
发电机管。
高温加热线圈。
原油输送管道。
螺旋桨和泵轴。
管道系统。
热交换管。
管件。
法兰。
真空管。
品种分类：
纱线管行业可制作各种规格的哈氏合金B3无缝管、哈氏合金B3钢板、哈氏合金B3圆棒、哈氏合金 B3 锻件、哈氏合金 B3 法兰、哈氏合金 B3 管件、哈氏合金 B3 焊管、哈氏合金 B3 钢带、哈氏合金 B3 焊丝及配套焊接材料。
交货状态：
无缝管：固溶体+酸性白，长度可配置;
板：固溶、酸洗、修整。
焊点：固溶体酸性白 + RT% 探伤;
锻造：退火+汽车抛光; 棒材经过锻造和轧制、表面抛光或汽车抛光。
带材在冷轧、固溶软态和脱氧后交付。
我们提供固溶体盘、直带和固溶直带，这些带材是在轻质状态下将线材精细粉碎制成的。
我们分析了哈氏合金 B3 的技术特点和成型工艺，分析了哈氏合金 B3 的成型工艺。 Dishheads 已经过测试。 结果表明，当采用成型、旋压等冷加工方法时，盘头成型质量完全满足设计要求，成型工艺简单、合理、可行。
哈氏合金 B3 是一种基于哈氏合金 B2 的新材料，经过改进以提高材料的热稳定性，从而提高耐腐蚀性，并改善热成型和冷成型性能。 近年来，它在化工设备的制造和制造中的使用有所增加。
但在中国，哈氏合金 B3 的成型和加工经验需要更加成熟，尤其是在哈氏合金 B3 碟头成型方面。 中国的许多加工厂需要可靠的加工技术和经验。 根据研究分析，哈氏合金B3盘头成型过程中最常见的缺陷是表面裂纹、剥落和变形，很难保证成型过程的成功。 因此，我们对哈氏合金 B3 碟头的成型工艺进行了分析和研究，并通过实验找到了一种可靠的哈氏合金 B3 碟头成型方法。
哈氏合金 B3（UNS 名称 N10675）是一种碳和硅含量极低的镍钼合金，其主要化学成分如表 1 所示。 哈氏合金 B3 板在固溶态下的机械性能如表 2 所示。 表 3 显示了哈氏合金 B3 在室温下的物理性质。
根据Haynes公司提供的哈氏合金B3的实验数据，随着加热温度的升高，拉伸强度、屈服强度和弹性模量降低，伸长率、热膨胀系数、导热系数和比热略有增加。 随着冷变形速率的增加，硬度、抗拉强度和屈服强度增加，但伸长率降低。
表 1 哈氏合金 B3 材料的化学成分百分比
元素内容
镍≥65
C≤0.01
公司≤3
铬1.0–3
莫27.0–32
铜≤0.2
铁1.0–3
四≤0.1
锰≤3
铝≤0.5
S≤0.01
P≤0.03
W≤3
钛≤0.2
铌≤0.2
钽≤0.2
V≤0.2
锆≤0.1
镍+钼94.0–98
表 2 哈氏合金 B3 板在固溶态下的机械性能
项目板厚 t/mm最小拉伸强度 Rm/ 兆帕最小屈服强度 ReL/ 兆帕最小伸长率 （50.8mm）/%最大洛氏硬度 HRB
数值≤63.576035040100
表 3 哈氏合金 B3 的室温特性
项目数值
相对密度/g.cm–39.22
熔融温度范围（熔点）/°C1371-1420
电阻率 μ/ω·cm137
21 °C 热膨胀系数/m（m.°C)-110.6 倍 10-6
导热系数/W.（m.°C)-111.2
弹性模量/GPa216
比热/J（kg.°C)-1373
2.1 成型加工特性
经过分析，哈氏合金B3的成型加工性能主要有以下几点：
（1） 哈氏合金 B3 的伸长率相对较高，为冷冲压创造了有利条件。
（2） 哈氏合金 B3 比奥氏体不锈钢更硬，并且加工硬化的趋势更明显，因此在冷成型过程中需要更大的压力或逐步成型。
（3） 如果哈氏合金 B3 的冷成型变形率小于 10%，则不会影响加工零件的耐腐蚀性。 然而，在焊接过程中，残余应力的存在可能会导致焊缝中出现高温开裂。 因此，对于后处理中需要焊接或加工的工件，应尽可能消除残余应力的影响。
（4） 严重变形的冷成型提高了哈氏合金 B3 的屈服强度比，也增加了其对应力腐蚀和开裂的敏感性。 通常使用中间和最终热处理工艺。
（5） 哈氏合金 B3 在高温下对氧化介质、硫、磷、铅和其他低熔点金属非常敏感。
（6） 在 600~800°C 的温度范围内，如果加热时间过长，哈氏合金 B3 合金会形成脆性相，伸长率会降低。 此外，如果在此温度范围内限制外力和变形，则可能会发生热裂纹。 因此，当使用热成型时，温度必须控制在 900°C 以上。
（7） 哈氏合金 B3 加工和压制前，清洁模具的工件接触面。 冷加工可采用润滑方法，成型后立即需要脱脂处理和碱性清洗，
（8） 加工产品用水冷却后，表面的氧化膜很厚，请彻底清洗。 如果残留氧化膜，则在下一个压制过程中可能会出现裂纹。 如有必要，也可以在酸洗前进行喷砂处理。
2.2 焊接和成型
在成型加工之前，如果原材料需要通过焊接连接，最好选择钨极氩弧焊（GTAW）焊接方法，以更有效地保护焊缝免受氧化。 使用手工电弧焊方法时，中间焊道容易氧化。 即使每一层都经过抛光和清洁，也不容易完全清洁。 有少量残留的氧化层，这也会影响焊缝的形成和加工性能。
氧化膜和杂质的存在会影响焊缝和热影响区的性能，因此在焊接工件之前，应去除坡口和母材表面的粘附力和氧化膜。 最好选择小电流，使焊接速度太慢，不晃动。 为避免合金元素的高温氧化和燃烧，应将层间温度控制在 100 °C 以下，前后应采用氩气保护。
压制前，应将焊丝表面打磨光滑，以去除焊缝线表面的厚氧化层，并辅以酸洗。 哈氏合金 B3 焊丝的氧化层非常坚硬，很难通过直接酸洗去除，因此在冲压过程中很容易产生小裂纹，从而影响焊丝的性能。
热成型的优点是避免了加工硬化，可以一次成型。 如果可以适当控制成型温度，也可以避免热处理。 然而，在热成型过程中，温度变化很大，导致地区差异。 即使是与模具直接接触的表面也可能远低于金属内部的温度，因此难以测量和控制。 如果局部材料在加工过程中进入敏感温度区，会产生微裂纹等缺陷，这些缺陷很难通过后期固溶热处理去除。 利用加工厂的经验，选择了冷成型工艺。 优选的压榨方法是成型，如果需要纺纱，还应使用温度不超过 400°C 的冷纺或温纺。
如果在冷成型过程中变形率很高，则应使用逐步成型工艺。 分步成型需要中间热处理，应选择温度可控制在1000°C以上的固溶热处理。 选择 1060~1080°C 固溶热处理工艺。 在机加工零件的最终压制和成型之后，需要进行另一次固溶热处理，以消除残余应力并避免对焊接质量的后续影响。
2.3 热处理
在热处理之前和热处理过程中，始终保持工件清洁和无污染非常重要。
在加热过程中，工件不应与硫、磷、铅或其他低熔点金属接触。 接触会损害合金的性能并使其变脆。 作为加热炉，最好使用燃气炉或油炉等电炉。 燃料中的硫含量越低越好。 根据材料制造商的建议，天然气和液化石油气的总硫含量不应超过0.1%（V），城市煤气的硫含量不应超过0.25g/m。 3油中的硫含量最好低于 0.5% （W）。 炉内气体应清洁，适于微还原，应避免氧化和还原之间的波动。 不要让加热火焰直接接触工件。 为避免高温下有害变形，工件在进入炉内前必须得到支撑。 工件的加热速度应尽可能快，工件应等到炉温达到热处理温度后再进入炉内。 将其从炉中取出后，通过浸泡或均匀喷涂在整个表面上用水快速冷却。 为防止冷却和加热不均匀，严禁使用水管进行注水，否则可能导致异常变形或撕裂。
采用 δ10 ASME SB333 N10675 板（固溶态）进行头部成型试验。 封头标准规格为JB/T 4746-2002 EHB219X10，成型后变形率达到21.8%。
按照文中第 2 节中的过程，将盘头的原始坯料与 2 块板连接起来，切割尺寸为 ∅ 310，如图 1 所示。 成型前，将焊缝抛光平整以去除氧化物。 分层并清洁表面。
表 9 显示了测量正负表面上母材和焊缝硬度以及随机测量 4 个点的平均值的结果。 与母材的硬度相比，焊缝的硬度较低。 由此可见，没有超过哈氏合金 B250 标准的硬度上限 （HB3），焊缝的条件比较理想。
图 1 用两块板连接的头部原始坯料表 2 碟头材料的基材和焊丝的硬度值
硬度值 （HB）前面返回
基材197217
焊缝142146
盘头原坯经冷压成型，最大变形率约为 14%。 加工成型后，对母材进行清洗，测量硬度，并焊接前后表面。 结果如表 5 所示。
表 5 瓶坯培养皿头的硬度值
硬度值 （HB）正面 （外部）背面（内）侧
基材241270
焊缝218221
从表 5 中可以看出，成型材料的硬化仍然很明显，几个零件的硬度值超过了材料标准 （HB250） 规定的硬度上限。 对培养皿头的内表面和外表面进行了染色试验（见图 2），没有异常。 随后进行固溶热处理，炉温设定为 1070°C。 立即用水淬火冷却，酸洗，洗涤，出料时除去表面的氧化层。 贱金属和焊丝硬度的测试结果如表 1070 所示。 。
图 2 培养头内外表面的染色检查 表
6 固溶后培养头的硬度值
硬度值 （HB）正面 （外部）背面（内）侧
基材139130
焊缝153150
从表 6 中可以看出，经过固溶处理后，碟头母材和焊丝的硬度值大大降低，母材的硬度低于焊缝的硬度。 培养皿头部目视检查无异常。 清洁后，碗头的形状进行了重新设计。 重新测试硬度，结果如表 6 所示。
表 7 碟头二次成型后的硬度值
硬度值 （HB）正面 （外部）背面（内）侧
基材204216
焊缝223204
如图 3 所示，对培养皿头部的内外表面进行了 PT，未发现异常。
图 3 对碗头的内外表面进行 PT，未发现异常。
未进行二次固溶来研究是否发生延迟开裂。 XNUMX 天后我再次进行了 PT，没有问题。 但是，考虑到对后续焊接的影响，建议在实际制造中进行二次成型后进行固溶处理。
此后，从培养皿头中取出样品，进行 20% 沸腾的盐酸腐蚀试验。 平均年腐蚀速率约为 20 毫米，结果与材料制造商提供的数据一致。
（1） 实验表明，使用 XNUMX 次中间成型和 XNUMX 次最终成型的冷成型工艺方法可用于制造哈氏合金 B3 材料碗头。
（2） 冷成型可以提高材料的屈服强度比，增加其对应力腐蚀和开裂的敏感性，这需要中间和最终固溶热处理工艺。
（3） 最近，又按上述工艺压制了 XNUMX 多套盘头。 XNUMX 套成型，另外 XNUMX 套由于非标准直径而旋转。 两者都经过了 XNUMX 次冷成型和固溶处理。 检查没有发现任何问题。
（4）本文只关注盘头的成型，筒体的滚动也是一种成型过程，与盘头相比，变形率更低。 考虑到残余应力对焊缝质量的影响，当圆筒变形率大于 2% 时，也建议进行凝固处理，尤其是对于某些辊式喷嘴。
