Hastelloy B3哈氏合金封头成形

Hastelloy B3材料是在哈氏合金B2的基础上改进的新材料，提高了材料的热稳定性，从而提高了耐蚀性能，同时，改善了热成形与冷成形性能。近年来，已经越来越多地应用于化工装备的生产制造中。

但在我国，Hastelloy B3成形加工的经验还不够成熟，特别是Hastelloy B3封头的成形，国内很多加工厂都没有可靠的加工工艺和经验。据调查分析，Hastelloy B3封头的成形加工最易出现的缺陷是表面开裂、起皮和变形，很难保证成形过程的成功。为此，针对Hastelloy B3封头的成形加工，进行分析研究，并通过试验，找出了一种可靠的Hastelloy B3封头成形加工工艺方法。

那下面，上海墨钜就从资料中直接整理出封头的加工工艺

封头成形试验

采用δ10的ASME SB333 N10675板材(固溶状态) 做封头的成形试验。封头标准及规格为:JB/T 4746—2002EHB219X10，其成形后的变形率将达到21．8%。

按照文中第2节工艺，封头原坯料用2块板拼接而成，下料尺寸为310，见图1。在成形前将焊缝打磨平，去除氧化层，并清洗表面。

测量了正反两个表面母材和焊缝的硬度，随机测得9个点的平均值，见表4。焊缝的硬度低于母材的硬度，均不超过Hastelloy B3材料标准规定的硬度上限值( HB 250) ，说明焊缝的状态是比较理想的。

图1

表 4 封头原坯母材和焊缝硬度值

对封头原坯料进行冷态压制预成形，最大变形率约为14%，加工成形后清洗，测量正反两个表面母材和焊缝的硬度，结果见表5。

表5封头预成形硬度值

从表 5 可知，成形后材料的硬化还是比较明显的，多处部位的硬度值已超出材料标准规定的硬度上限值( HB 250) 。对封头内外表面进行着色检查( 见图 2) ，未发现任何异常，随后进行了固溶热处理，炉温设为1070 ℃ 。出炉立即淬水冷却，酸洗、清洗，去除表面氧化层。检测母材和焊缝硬度，结果见表 6。

图 2

表 6 封头固溶后硬度值

从表 6 可知，固溶处理后封头母材和焊缝硬度值大大降低，母材硬度低于焊缝硬度。对封头进行外观检查，未发现异常。清洗后，对封头进行了二次成形。再次检测其硬度，结果见表 7。

表 7 封头二次成形后硬度值

封头内外表面进行PT，未发现任何异常，见图3，4。

图 3

图 4

为考察其是否会出现延迟裂纹，没有进行二次固溶。两天后再次进行 PT，没发现任何问题。但考虑对后期焊接的影响，实际制造时还是建议二次成形后做固溶处理。随后对封头进行了取样，做20%沸腾盐酸腐蚀试验，平均年腐蚀率约 0．3mm，结果与材料厂家提供的数据一致。

结论

(1) 试验证明，B3 材料封头采用一次中间成形和二次最终成形的冷成形工艺方法是可行的;

(2) 冷成形会提高材料的屈强比，会增加应力腐蚀和裂纹的敏感性，需要采用中间和最终固溶热处理工艺;

( 3) 最近按照上述工艺又压制了2套封头，一套采用模压，另一套因直径非标采用了旋压，都经过2次冷成形并做了固溶处理，经检查未发现任何问题;

( 4) 文中只是针对封头成形，筒体卷制同样也是一个成形过程，相对封头其变形率更低，考虑残余应力对焊缝质量造成的影响，筒体变形率大于2% 时，特别是一些卷制接管，也建议做一次固溶处理。