Hastelloy B3板材固溶状态的力学性能

1.Hastelloy B3简介

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。

Hastelloy B3( UNS 牌号为 N10675 ) ，是一种含碳量和含硅量极低的Ni－Mo合金，其主要化学成分见表1。Hastelloy B3板材固溶状态的力学性能如表2所示。Hastelloy B3室温下的物理性能见表3。

从Haynes公司提供的Hastelloy B-3材料的试验数据了解到，随加热温度上升，其抗拉强度、屈服强度、弹性模量会降低，而延伸率、热膨胀系 数、导热系数和比热略有升高; 而随冷态变形率的增加，其硬度、抗拉强度和屈服强度增加，延伸率降低。

2.Hastelloy B3化学成分

3.Hastelloy B3力学性能

表2 Hastelloy B3板材固溶状态的力学性能［1］

4.Hastelloy B3物理性能

表 3  Hastelloy B3室温下的物理性能

5.Hastelloy B3加工艺

经分析，Hastelloy B3的成形加工特性主要有:

(1) Hastelloy B3材料的延伸率较高，为冷压成形创造了有利条件;

(2) Hastelloy B3材料比奥氏体不锈钢坚硬， 加工硬化倾向更明显，所以在冷成形时需要更大 的压力，或分步成形;

(3) Hastelloy B3材料冷成形变形率小于10%时，不会对加工件的耐腐蚀性能造成影响，但在焊接加工中，残余应力的存在可能会给焊缝造成热裂纹。因此，墨♥钜特殊钢提示您对于后期需要焊接加工的工件， 还是应尽可能消除残余应力的影响;

(4) 变形严重的冷成形会提高Hastelloy B3材料的屈强比，还会增加应力腐蚀和裂纹的敏感性，常采用中间和最终热处理工艺;

( 5) Hastelloy B3材料在高温下对氧化性介质及硫、磷、铅及其他低熔点金属非常敏感;

( 6) 在600～800℃区间，加热时间过长，哈氏B3合金会产生脆性相，导致延伸率降低，而且在此温度区间外力或变形受到限制时，容易发生热裂纹。因此采用热成形时，温度必须控制在900℃以上;

( 7) Hastelloy B3材料加工压制前，与工件接触的模具表面清理干净; 冷加工时，可采用润滑方法，成形后须立即脱脂处理或用碱清洗;

( 8) 加工件出炉水冷后，表面的氧化膜较厚，应充分酸洗，如残留有氧化膜，可能在下次压制时 产生裂纹;必要时，可在酸洗前喷砂处理。

6.Hastelloy B3焊接与成形

在成形加工前，原坯料如果需要拼接焊缝，最好选择钨极氩弧焊( GTAW) 焊接方法，这样才能更好地保护焊缝不被氧化，如果采用手工电弧焊方法，很容易造成中间焊道被氧化，即使每层打磨清理，也难保清理彻底，有细微的氧化层残留，也可能会对焊缝的成形加工性能造成影响。

工件焊接之前，墨JU特殊钢提醒您必须去除坡口和母材表面的附着物和氧化层，因为氧化膜和杂质的存在会影响焊缝和热影响区的性能。焊接最好选用小电流，避免过慢的速度，不摆动，层间温度控制在100 ℃ 以下，采用正、背两面氩气保护，避免合金元素高温氧化烧损。

压制前应将焊缝表面打磨光滑，去除焊缝表面较厚的氧化层并辅以酸洗。因为Hastelloy B3材料焊缝的氧化层很坚硬，直接酸洗难以去除，在压制成形过程中很容易产生细微的裂纹，对焊缝的性能造成影响。

热成形的优点是可一次成形，能避免加工硬化，如果成形温度能控制好，还可免去热处理。但热成形过程中温度变化很大，且每个区域都有不同，甚至与模具直接接触的表面可能要远低于金属内部的温度，很难测量和控制，一旦在加工过程中局部材料进入敏感温度区，产生微裂纹等缺陷，便很难在后期的固溶热处理中消除。吸取加工厂的经验，选择了冷成形工艺。压制方法优先选用模压，必须采用旋压时也要采用冷旋压，或温度不超过 400 ℃ 的温旋压。

冷成形过程中，变形率较大时要采用分步成形工艺。分步成形要进行中间热处理，宜选用固溶热处理，温度控制在1000 ℃ 以上。选择固溶热处理工艺，温度达到1060 ～1080 ℃ 。加工件最终压制成形后还要再进行一次固溶热处理，消除残余的应力，避免影响后续的焊接质量。

6.Hastelloy B3热处理

在热处理之前和热处理过程中，应始终保持工件清洁和无污染，这一点非常重要。在加热过程中，MO钜特殊钢提示您工件不能接触硫、磷、铅及其 他低熔点金属，否则会损害合金的性能，使合金变脆。加热炉最好为电炉，如采用燃气或燃油炉，燃料中的含硫量越低越好，根据材料厂家推荐，天然气和液化石油气中的硫的总含量不大于0．1% ( V) ，城市煤气中硫的含量不大于0．25 g / m3，燃油中硫含量应少于0．5% ( W) 为较好。炉气必须洁净并以微还原性为宜，应避免炉气在氧化性和 还原性之间波动，加热火焰不能直接接触工件。工件入炉前必须支撑，避免高温下发生不良变形。工件升温速度尽可能快，必须待炉温达到热处理温度后工件才能入炉。出炉后应快速水冷，用浸入法或全面积均匀喷淋，墨钜特殊钢提醒您严禁采用水管浇注，以防冷热不均，导致发生异常变形或撕裂。

7.Hastelloy B3典型应用
超级合金广泛用于制造航空，海军舰船和工业领域中燃气轮机的高温部件，例如涡轮机叶片，导向叶片，涡轮机盘，高压压缩机盘，燃烧器以及能源转换的生产。航天器，火箭发动机，核反应堆，石油化工设备，煤转化等设备。

以上为上海墨钜最新数据资料，可做参考。